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　トピックス　

人工筋肉の技術動向

人工筋肉という言葉は、将来的に、幹細胞を利用した再生医療工学などにおいて、本物の筋肉を人工的に作るという意味でも用いられることがあるが、ここで主に扱うのは、実用化が遠くないと期待されている、アクチュエーターとして使える柔軟な素材開発への取組みである。これらの素材は、あたかも人間の筋肉のようにしなやかに伸びたり収縮したりして、力を発生させることができるので、人工筋肉と呼ばれている。

つまり、人工筋肉とは、導電性高分子、圧電素子、静電素子、ゴム、ヒドロゲルなど、さまざまな素材で作られた、あたかも筋肉のような働きをする伸縮性のあるアクチュエーターのことである。

なかでも、空気圧で伸縮するゴムを用いた空気圧ラバーアクチュエーターは、作動する力が強く、工場などで重いものを持ち上げたり運んだりする作業機械やロボット、パワーアシストスーツ、ドライブ・シミュレーターなど、幅広い分野での応用が期待されている。

今後、災害や事故等からの人命救助ロボットや、生体内埋め込み型の人工臓器、空気圧を電気エネルギーに変換して蓄積する新しいエネルギーハーベスティングデバイスなど、人工筋肉が活躍するフィールドはますます広がるものと期待されている。

　内容目次　

《産業用センサーシリーズ》
●産業用センサーの動向　外界用②：光学式センサー関連市場（1）　（3～25ページ）
～FA用機器の需要が急拡大する中、その中核の光電センサーや
レーザーセンサーも新たな展開が始まっている

1．はじめに
1-1．光電センサーの注目特性
(1)非接触で高速検出が可能
(2)アンプ内蔵の反射型センサーが多い
【表1．光電センサーの主な検出方式とその特徴】
【表2．光電センサーの検出方式による特徴の比較】
【表3．光電センサーのユニット構成の種類と特徴】
1-2．レーザー変位センサーの注目特性
(1)汎用性が高いレーザー式を多用
【表4．各種の変位センサ/変位計の特徴の比較】
(2)CMOS搭載品が増えて普及が加速
【図1．レーザー変位センサーの拡散反射方式（左）と正反射方式（右）】
(3)判別変位型と高精度計測型が伸長
【図2．レーザー変位センサーの利用事例（イメージ）】
2．光電センサーとレーザー変位センサーの市場動向
2-1．WW総市場規模の推移・予測
【図・表1．光電センサーとレーザー変位センサーのWW市場規模推移（金額：2016-2021年予測）】
【図・表2．光電センサーとレーザー変位センサーのWW市場売上比率（金額：2017年）】
2-2．光電センサーの国内市場の動向
【図・表3．光電センサーの国内の市場規模推移・予測（数量・金額：2016-2021年予測）】
【図・表4．フィバー形光電センサーの国内市場構成比（金額：2017年）】
2-3．レーザー変位センサーの国内市場の動向
【図・表5．レーザー変位センサーの国内の市場規模推移・予測（数量・金額：2016-2021年予測）】
【図・表6．判別変位センサーの国内市場構成比（金額：2017年）】
3．注目企業の最新動向
3-1．アズビル株式会社
【図3．アンプ内蔵形光電スイッチ「HP7シリーズ」とその事例】
3-2．オプテックス・エフエー株式会社
【図4．レーザ変位センサ「CDXシリーズ」のリニアリティと使用例】
3-3．オムロン株式会社
【図5．IO-Link対応センサーの接続例（左）とIO-Linkの通信機能（右）】
3-4．三菱電機株式会社 / 株式会社エニイワイヤ
【表5．「iQSS」のパートナーメーカーと利用可能なセンサ】

《次世代市場トレンド》
●人工筋肉の技術動向　（26～49ページ）
～導電性高分子や空気圧ラバーアクチュエーターをはじめ、さまざまな
形態の開発が加速、各種応用分野への適用が試みられている～

1．人工筋肉とは
2．人工筋肉のタイプ
2-1．導電性高分子
2-2．圧電素子、静電素子
2-3．空気圧ラバーアクチュエーター
2-4．ヒドロゲル
3．人工筋肉の応用分野
3-1．ファクトリーオートメーション
3-2．ヒューマノイドロボット
3-3．パワーアシストスーツ
3-4．エネルギーハーベスティング
3-5．人工臓器
4．人工筋肉の市場規模推移と予測
【図・表1．人工筋肉の国内およびWW市場規模予測（金額：2020-2040年予測）】
【図・表2．人工筋肉の需要分野別WW市場規模予測（金額：2020-2040年予測）】
5．人工筋肉に係わる企業・研究機関の取組動向
5-1．株式会社イノフィス
【図1．人工筋肉を用いた「マッスルスーツ®」の装着・使用イメージ】
【図2．McKibben型人工筋肉の模式図】
5-2．イーメックス株式会社
5-3．株式会社s-muscle
5-4．国立大学法人大阪大学
5-5．三進興産株式会社
【図3．足のトラブルを軽減する「ソルボセイン」DSISパッド】
【図4．「ソルボセイン」DSISの動的バランス補正メカニズム】
【図5．「ソルボセイン」の衝撃吸収力】
5-6．学校法人中央大学
【図6．軸方向繊維強化型人工筋肉（左：模式図、右：実物写真）】
【図7．人工筋肉を用いて作製した腰アシスト装具】
【図8．ミミズ型蠕動運動ロボットの一例としてパイプライン探査ロボット】
【図9．大腸を規範とした蠕動ポンプ】
5-7．国立大学法人東京工業大学
5-8．国立大学法人名古屋大学
5-9．ブリヂストン株式会社
5-10．国立研究開発法人理化学研究所
6．人工筋肉の将来展望

●次世代組込みシステム「CPS」と市場の動き(3)　（50～59ページ）
～CPSによる車載組込みシステム分野変容の可能性と市場規模推計～

1．プラットフォームとエコシステム
1-1．プラットフォーマー、アプリベンダーのビジネスモデル
（1）プラットフォームのビジネスモデルの事例
（2）アプリケーションのビジネスモデルの事例
2．車載CPS関連市場の推計
【図1．車載組込みソフト国内市場推移（金額：2015-2030年予測）】
【図2．テレマティクス関連B2C国内市場（金額：2015-2025年予測）】
【表1．車載組込みソフト関連国内市場規模推移と予測（金額：2015-2030年予測）】
【図3．既存の組込みシステムとCPSプラットフォーム国内市場推移と予測（金額：2015-2030年予測）】
【図4．既存のテレマティクスとCPSアプリ国内市場推移と予測（金額：2015-2030年予測）】
【図5．CPSプラットフォーム・アプリケーション国内市場予測（金額：2020-2030年予測）】

《注目市場フォーカス》
●車載ECU市場　（60～93ページ）
～自動車インテリジェンス化の進展は統合された機能を担うハイパフォーマンス
コンピューターを中心にECUシステム構成の進化を促進！～

1．車載ECUの概要
2．車載ECUの種類
【図1．自動車の車載ECUの概略図】
2-1．パワートレイン制御
2-2．ボディー制御
2-3．車両制御
2-4．走行安全制御
2-5．情報通信制御
3．車載ECUの新しい潮流AUTOSAR
【図2．自動車産業の構造変化を表現した模式図
4．車載ECUの市場規模推移と予測
【図・表1．車載ECUの国内およびWW市場規模推移と予測（数量：2017-2022年予測）】
【図・表2．車載ECUのWW市場規模推移と予測（数量、金額：2017-2022年予測）】
【図・表3．車載ECUの種類別WW市場規模推移と予測（数量：2017-2022年予測）】
5．車載ECUの市場シェア
【図・表4．車載ECUのWW市場における企業シェア（2017年）】
6．車載ECUに係わる企業・研究機関の取組動向
6-1．SCSK株式会社
【図3．SCSKのAUTOSAR準拠ワンストップサービス「QINeS」の概要】
①コスト競争力強化への貢献
②生産性・開発速度向上への貢献
③品質向上への貢献
6-2．NECソリューションイノベータ株式会社
【図4．NECソリューションイノベータの車載技術ソリューションの概要】
6-3．エレクトロビット日本株式会社
【図5．E/Eアーキテクチャの基本的な遷移を示した模式図】
【図6．統合されたE/Eアーキテクチャの模式図】
6-4．株式会社オーバス／イーソル株式会社
【図7．BSWアーキテクチャ/製品パッケージ】
【図8．AUTOSAR Adaptive Platform 概念図】
6-5．クラリオン株式会社
6-6．株式会社ケーヒンエレクトロニクステクノロジー（KET）
6-7．株式会社DTSインサイト
6-8．株式会社デンソーテン
6-9．トヨタ自動車株式会社
6-10．株式会社トランストロン
6-11．日本航空電子工業株式会社
【図9．日本航空電子工業の自動車用コネクターの主要ラインナップ】
6-12．日立オートモティブシステムズ株式会社（日立AMS）
6-13．ルネサスエレクトロニクス株式会社
6-14． Continental AG（ドイツ）
6-15．Robert Bosch GmbH（Bosch：ドイツ）
6-16．Vector Informatik GmbH（Vector：ドイツ）
7．車載ECUの今後の方向性

●超硬工具市場　（94～104ページ）
～自動車部品や半導体製造装置部品の需要増加により
ー生産・販売量は安定して伸長、今後も期待される～

1．超硬工具市場の現状
1-1．超硬工具の種類と特徴
【図1．主な超硬工具の種類】
2．超硬工具の市場規模
【図・表1．超硬工具の国内およびWW市場規模（金額：2013-2017年度予測）】
2-1．超硬工具の主な種類別構成
【図・表2．超硬工具の国内の主な種類毎の規模（金額：2016年度）】
2-2．主な需要分野別構成
【図・表3．超硬工具の主な需要分野別構成割合（金額：2016年度）】
2-3．主な主要資材別消費実績構成割合
【図・表4．超硬工具の主な主要資材別消費実績構成割合（数量：2016年度）】
2-4．主なメーカーシェア（ワールドワイド）
【図・表5．超硬工具の主なWWメーカーシェア（金額：2016年度）】
3．超硬工具市場に係る企業・団体の取組動向
3-1．株式会社タンガロイ
3-2．三菱マテリアル株式会社
3-3．ECTA（European Cutting Tools Association）
4．超硬工具市場の将来展望
【図2． 工作機械と切削工具に求められるニーズの変化】
【表1．環境調和製品認定一覧表】
【表2．タングステンのリサイクル率】

《タイムリーレポート》
●「ネプコンジャパン2018」、「オートモーティブワールド2018」レポート　（105～113ページ）
～最新の電子デバイスや材料、半導体製造技術からパッケージ、
ロボットカーエレクトロニクス、次世代照明などを中心に2,480社が一同に展示～

1．全体
【写真1．「ネプコンジャパン2018」】
【写真2．「オートモーティブワールド2018」】
2．各社の展示状況
2-1．ボルグワーナー（BorgWarner Inc.）
【写真3．ベルトオルタネータスタータ「iBAS」電動ドライブモジュール「eDM」】
2-2．株式会社ミツバ
【写真4．インホイールモータ/EVコンバートトライアルバイク「E-TR」のモータ】
2-3．株式会社ダイナックス
【写真5．レアアースレスインホイールモータ】
2-4．株式会社ケーヒン
【写真6．ケーヒンブースにて展示されたパワーコントロールユニット】
2-5．株式会社三井ハイテック
2-6．コアレスモータ株式会社
【写真7．ギア内蔵モータ】
3．専門技術セミナー
3-1．自動運転

《あとがき》
読者アンケート「興味を持ったレポート」トップ3 予想　（114ページ）