Ti-Ni SMA Film-Actuated 2-D Multi-Probe Array for Scanning Probe Nano-Lithography on a Wide Area
Y. OkamuraTakahiro NamazuD. KamoyamaNobuaki UrushiharaTomoyuki SasakiToshihiko NagamuraYoshitada Isono
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Abstract:
This paper describes design and fabrication of a Ti-Ni shape-memory alloy (SMA) film-actuated single crystal silicon (SCS) multi-probe device utilized for scanning probe nano-lithography (SPNL). This research focuses on the development of the device that can realize fabrication of a nanoscale mask pattern on a few millimeters square area. The designed device consists of Ti-Ni SMA film-actuated 8 times 8 writing-probes with an Au film-coated tip, and 2 times 2 tilt-adjustment probes with a piezo-resistive sensor. The SMA actuation mechanism yields a contact or non-contact state between a probe-tip and a sample surface, which indicates that SPNL turns on or off . The tilt-adjustment system can make a spacing between the device and a wafer constant. We have succeeded in fabricating the SPNL multi-probe array device, which has the potential for realization of accurate mask patterning on a few millimeters square area.차세대 의료기기 시장을 변화시킬 것으로 기대되는 형상기억합금(SMA) 기반의 최소침습용 의료기기는 시술자의 손동작과 같은 유연성과 섬세함을 구현할 수 있는 장점이 있다. 그러나 SMA의 비선형 열전기적 특성으로 인해 SMA 기반 차세대 의료기기 엑추에이터는 자유로운 방향조종 구현이 제한적이고 상용화에 있어서 큰 한계성으로 작용한다. 본 논문은 SMA의 효과적인 온도제어를 위해 전류-온도간의 개방루프 계단응답을 분석하고 1차 미분방정식 해와 비교하여 온도제어에 필요한 파라미터 ?을 도출한 뒤 실험적으로 그 기능을 검증하였다. 또한 ?은 전류를 입력으로 온도를 출력으로 하는 시불변 선형계의 특성함수의 폴(pole)이므로 주파수에 의한 온도제어에 관계된 파라미터인 것으로 나타났다. 본 논문의 결과는 SAM 기반의 차세대 의료기기 액추에이터의 효과적인 위치제어 설계에 응용될 수 있다.
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45歳, 女性. 移動盲腸に伴う盲腸軸捻転症にて捻転解除術と傍結腸溝後腹膜への盲腸固定術を施行された. その1カ月後に嘔吐と腹痛にて受診した. CTにて十二指腸下行部の著明な拡張を認め, 同水平部が上腸間膜動脈 (以下, SMAと略記) に圧迫され狭窄していた. 3D-CTでSMAと大動脈間角度の鋭化および両者に十二指腸が挟まれ圧排されていることが確認され, さらに上部消化管造影でも, SMAで直線状に分断された同水平部が確認され, これら所見よりSMA症候群と診断した. イレウス管留置にて一旦改善したが, その1カ月後に再び同病態を呈した. このため, 十二指腸下行部空腸側々吻合術を施行した. 術後経過は順調でその後再発は認めていない. 本症例の発症病態として, 盲腸固定術による腸間膜の尾側への牽引によるSMAの直線平坦化や術前後の栄養低下によるSMA周囲の脂肪織の減少がSMAと大動脈間角度の鋭化をおこしたことによるものが考えられた.
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본 연구의 목적은 우리나라 기업들이 전략적 의사결정에 활용하고 있는 전략적 관리회계(SMA) 기법이 상황요인에 따라 경영성과에 미치는 영향을 검증하는데 있다. 그동안 SMA에 관한 선행연구는 주로 상황요인과 SMA 기법 간의 관계를 검증하여 왔다. 그러나 이러한 연구들은 외적인 상황요인 변수의 채택과 기업 상황에 부합하는 여러 가지 SMA 기법의 활용을 고려하지 못하고 있어 경영성과에 미치는 영향을 명확하게 보여주지 못하고 있다. 따라서 내·외적 변수를 고려하여 다양한 SMA 기법 활용이 경영성과에 미치는 영향을 대한 분석과 연구를 수행할 필요가 있다. SMA를 실시하는 국내 기업 중 200개 기업의 관리회계부서 임직원 500명을 대상으로 조사한 211부의 유효 설문지를 빈도분석, 상관관계분석, 요인분석, 신뢰도 검증, 구조방정식모형을 이용한 공분산구조분석, 매개회귀분석 등을 SPSS 및 AMOS 통계프로그램을 사용하여 분석하였다. 분석결과, 첫째로 환경 불확실성이 높을수록 관리회계담당자의 의사결정역할의 참여와 SMA 사용정도에 유의한 영향을 미쳤다. 둘째로 경쟁전략은 관리회계담당자의 의사결정 역할의 참여, SMA의 사용정도 및 경영성과에 유의한 영향을 미쳤다. 셋째로 조직구조는 관리회계담당자의 의사결정역할에서만 유의한 영향을 미쳤다. 넷째로 관리회계담당자의 의사결정 역할은 SMA 사용정도에 유의한 영향을 미쳤다. 다섯째로 관리회계담당자의 의사결정역할은 경영성과에 유의한 영향을 미쳤다. 여섯째로 SMA 사용정도는 경영성과에 유의한 영향을 미쳤다. 이러한 연구결과는 SMA 사용을 위한 실무적인 지침으로서 기업의 실질적인 경영성과의 개선방안을 도출하는데 도움이 될 것이다.
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Spinal muscular atrophy (SMA) is a common degenerative neurological disease characterized by progressive muscle weakness and atrophy. In recent years, disease-modifying therapies have emerged and changed the natural course of SMA, with pre-symptomatic diagnosis and treatment being superior to post symptom treatment. Therefore, in order to standardize and guide the current newborn screening work of SMA, we organized national experts from related fields across the country to reach the following consensus: the SMA newborn screening process and related issues, the SMA post-screening diagnosis process and related issues, and the disease management of screened and confirmed SMA newborns, etc.脊髓性肌萎缩症（SMA）是一种常见的退行性神经肌肉疾病，表现为进行性肌肉无力和萎缩。近年来，相继出现的疾病修正治疗药物改变了SMA的自然病程，症状前诊断并给予疾病修正治疗优于症状后治疗。为此，本共识组织全国相关领域专家，围绕以下主题达成共识：SMA新生儿筛查流程与相关问题、SMA筛查后确诊流程与相关问题、筛查确诊SMA新生儿的疾病管理等，以期规范和指导当前SMA的新生儿筛查工作。.
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形状記憶合金を用いたコイルばね (SMAばね) は合金の特性上, 材料非線形, 温度依存性, ヒステリミス現象など通常のばねと異なった特性を示す. そのため, SMAばねの設計に通常のばねの設計式をそのまま適用することができない.本報では, SMAばねの力学的性質を通常のばねの支配方程式に即して検討し, SMA素線のねじり試験結果及びSMAばねの荷重試験結果を用いて設計を行うための設計式の導出を行った. また, コンピュータを援用したデータベースを基本とするSMAばねの設計システムを開発し, それによって, 作図による方法では困難であった動作過程での荷重特性や, ヒステリシス現象などの算出が可能になったことを示した.
Coil spring
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SMAアクチュエータの従来の制御法であるPWM法はSMAの温度が未知であることを考慮してSMAの焼損を防ぐため, 供給する最大電圧を低く制限するので, 応答速度が遅いと言う欠点がある.本論文ではSMAアクチュエータの応答速度を速くし得る新しい制御法としてSMAへの最大供給電圧を制限するかわりに, SMAの温度を制限する制御法を提案している.したがってこの新しい制御法によりSMAへ高電圧を供給するパワフルなドライバの使用を可能となり, SMAの加熱速度を速くできる.まずはじめにSMAの温度を検出するための温度センサを種々の問題を解決して作成した.次にSMAの温度の敷居値を持った新しいアクチュエータ系による位置制御実験を行なった.その結果それらの応答は従来の制御法によるよりもかなり速いことが示されている.その他, 新しいアクチュエータの応答をさらに改良するためのいくつかの条件を得ている.
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随意運動において,ペーシング音の前補足運動野(pre-SMA)および補足運動野(SMA proper)に対する影響を,機能的MRIを使用し,健常成人10人を対象に検討した.運動課題は母指の各指への順序だった対立運動で,自己ペースで行う場合と,メトロノームによる聴覚誘導で行う場合を比較した.大脳皮質の賦活は,それぞれの領域に10の関心領域をとり,MRI信号強度(t値)として検出,分析した.右手では,自己ペース運動の場合,10例中6例で右のSMA properに,3例で左のSMA properに賦活が見られた.そして,ペーシング音により,各々,6例中5例,3例中2例で同領域の活動は消失もしくは減少した.一方,左手では,自己ペース運動の場合,10例中5例で右のSMA properに,1例で左のSMA properに賦活が見られた.そして,ペーシング音により,各々,5例中4例,1例中1例で同領域の活動は消失もしくは減少した.しかし右手,左手いずれも,pre-SMAの活動は1例のみにみられ,いずれもペーシング音で減少した.ペーシング音により,特にSMA properの活動が低下する傾向がみられ,こうした現象から,パーキンソン病に対し従来から行われる外的手がかりによる運動の改善には,補足運動野以外の賦活が関与していることが示唆された.
Supplementary motor area
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形状記憶合金を用いたサーボアクチュエータ (SMAアクチュエータ) は, 従来のアクチュエータにない特異な機能性を発揮することから, 今後ロボットのための新たな駆動源となることが期待される.本論文はSMAアクチュエータについて, アクチュエータとしての評価と, アクチュエータ構成上の基本的な諸問題を論ずるものである.まずSMAアクチュエータは, 形状記憶合金自体の熱弾性型マルテンサイト変態により駆動されることから, 原理的にしゅう動部を持たない駆動系であり, 特に軽量アクチュエータを構成しようとする場合においては出力重量比を高くし得ること, 反面, 基本的には低温度差熱機関であることからエネルギ効率は低く, また応答性も本来それほど上げられないことなどの基本特性を論ずる.次いで, それらの欠点のうちのいくつかは, 特別のSMAアクチュエータの構成法を導入することにより解決できることを示す.その構成法とは, 「SMAワイヤを構成的には並列に, 電気的には直列に結線する」というものでありξ-arrayと呼ぶ.これは表面積の増加による応答性の向上, SMAワイヤの電気抵抗値の増大化による電力供給のためのリード線の微細化, 電源及び電力制御系の簡素化, SMAのセンサ機能の積極的活用などを可能にするものである.最後に以上の考察の妥当性を, ξ-arrayを導入した抵抗値制御による拮抗型SAMサーボアクチュエータシステムの試作, 実験により検討する.その結果, 抵抗値フィードバックにより, 外気温度等の冷却条件の変動に影響されにくいサーボ特性が得られることなどを明らかにする.
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オナセムノゲンアベパルボベク(製品名 ゾルゲンスマ®,開発コードAVXS-101)は,機能的なヒトSurvival motor neuron(SMN)遺伝子を脊髄性筋萎縮症(SMA)患者の運動ニューロンに届けられるよう設計された,アデノ随伴ウイルス9型カプシドを有する非増殖性遺伝子組み換えアデノ随伴ウイルスベクター製品である.2020年3月19日に2歳未満の「SMA(臨床所見は発現していないが,遺伝子検査によりSMAの発症が予測されるものも含む)」を対象に承認された.静脈内に投与された本品は,SMAの根本原因であるSMN1遺伝子の機能欠損を補って運動ニューロンの変性・消失を防ぎ,神経及び筋肉の機能を高め,筋萎縮を防ぐことで,SMA患者の生命予後及び運動機能を改善することが期待される.また,導入されたSMN遺伝子は患者のゲノムDNAに組み込まれることなく細胞の核内にエピソームとして留まり,運動ニューロンのような非分裂細胞に長期間安定して存在するように設計されていることから,1回の静脈注射で治療が完結する.SMAモデルマウスへの本品投与により,SMNタンパク質の持続的発現,体重増加,運動機能の改善,生存期間の延長等が認められた.臨床でのオナセムノゲンアベパルボベクの有効性は,Ⅰ型SMA患者(CL-101試験)及び未発症のSMA患者(CL-304試験)を対象とした臨床試験にて確認され,両試験において自然歴に比べ有意に「出生から永続的な呼吸補助が必要となる又は死亡までの期間」が延長されることが示された.また,両試験とも自然歴では見られない運動マイルストーンの達成も確認され,忍容性も良好であった.オナセムノゲンアベパルボベクは脊髄性筋萎縮症治療の新しい選択肢として期待される.
SMN1
Supplementary motor area
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形状記憶合金を用いたコイルばね (SMAばね) は合金の特性上, 材料非線形, 温度依存性, ヒステリミス現象など通常のばねと異なった特性を示す. そのため, SMAばねの設計に通常のばねの設計式をそのまま適用することができない.本報では, SMAばねの力学的性質を通常のばねの支配方程式に即して検討し, SMA素線のねじり試験結果及びSMAばねの荷重試験結果を用いて設計を行うための設計式の導出を行った. また, コンピュータを援用したデータベースを基本とするSMAばねの設計システムを開発し, それによって, 作図による方法では困難であった動作過程での荷重特性や, ヒステリシス現象などの算出が可能になったことを示した.
Coil spring
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