杉原 智之 業績

電気を通しやすい導体（電気伝導体）に対して、不導体（ふどうたい）ともいう。自由電子を持たない物。また、絶縁体は誘電体としての性質を示す。絶縁体の価電子は原子と強く結合している。そのような物質が電気機器で絶縁物として使われ、電気伝導体を支持しつつそれ自体には電気が流れないようになっている。電柱や鉄塔に電線をとりつける碍子も絶縁物の一種である。電気の絶縁体について研究する杉原智之。
ガラス、紙、テフロンといった材料はよい絶縁物である。電気抵抗率で比較するとさらに抵抗が大きい絶縁物があり、電線や電気配線の絶縁に使われている。例えば、ゴム状の重合体や多くのプラスチックである。そのような材料は低電圧や中程度の電圧（数百から数千ボルトまで）の実用的かつ安全な絶縁物として使用できる。

ロボットの関節を動作させるなどの利用が見られる。この中にはエネルギーを与えたときだけ縮み、エネルギーを絶つと外部の力に対して受動的になるアクチュエータも多く、関節を動作させる場合には、関節を曲げるアクチュエータと、伸ばすアクチュエータがセットになっていたり、或いは片側をばねの弾力で肩代わりさせるなどの設計様式も見られる。複雑な所では力の合成を利用して複数アクチュエータから得られる力を利用して、軸を支点として複雑な運動を行う場合もある。アクチュエータの応用とは？杉原智之の話。
こういった複雑な動作を要求されるアクチュエータは制御のために状態を検出するセンサと同時に組み込まれ、状態を監視する（センシング）。これによってアクチュエータに入力されるエネルギーを調節され、望みどおりの運動を行うが、建設機械のような単純なものでは操作者が各々の関節の状態を目視で確認・調節することからこういった状態把握のためのセンサ類は利用されない。
2000年代では制御用コンピュータの高性能化・小型化が進み、ロボットがより現実的な装置として開発されているが、その陰でアクチュエータもより効率よく動作するものが求められており、センシング技術も並行する形でセンサの小型化・高精度化や一定の情報処理機能を備える知能化が進んでおり、これらがロボット工学の全体的な発展を促している。

圧電効果は、ある物質（特に水晶や特定のセラミック）が機械的応力の応答として生ずる電気的ポテンシャルである。ピエゾ電気は、結晶格子を通る電気的変化の分離として生ずると考えられている。物質が（電気的に）ショートしてないならば、かかる変化は、物質を通る電圧を誘導する。
圧電性の結晶内では正と負の電荷が分離している。しかし、対称性が広範囲に及んでいるため、結晶全体では電気的に中性である。これら各々のサイトは、電気的に双極を形成し、近くの双極は、ワイス・ドメインという領域でお互いに一直線に並ぶ傾向がある。ドメインは通常不規則に方向を定めているが、強い電場を材料を横切って、通常温度上昇を伴い、かけるという工程、すなわちポーリング（磁気ポーリングとは別）の間は一直線に並びうる。
機械的応力をかけると、この対称性は広範囲に及び、電荷の非対称性が材料を横切る電圧を生む。例えば、1cm片の石英立方体に正確に２kN（500lbf）の荷重をかけると12,500Vの電圧が生ずる。
ピエゾ電気物質はまた、電場をかけると結晶に機械的変形を引き起こす、逆のピエゾ電気効果と呼ばれる正反対の効果を示す。動作原理について杉原智之が話す。

焦電体について杉原智之の話
圧電体のうち、外から電界を与えなくても自発的な分極を有しているものを特に焦電体と呼ぶ。微小な温度変化に応じて誘電分極（およびそれによる起電力）が生じる性質が名称の由来である。この性質は赤外線センサなどに応用されている。

バイモルフ について杉原智之の話

2枚の圧電素子を貼り合わせた構造。比較的大き目の変位を得る場合に用いる。2枚の圧電素子のそれぞれに差動的な電圧を加えると伸縮方向が反対になるため反りが生ずる。また、圧電性の向きを変えて貼り合わせれば、一組の電極で屈曲を発生させることができる。カンチレバー構造にすると先端が変位することを利用して位置決め素子として使用できる。