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Robotic active biosensing based on Kinetic electronics

Research Project

Project/Area Number 23K22772
Project/Area Number (Other) 22H01502 (2022-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 21030:Measurement engineering-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

佐々 文洋  九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (30722681)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2023: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Keywordsフィルムロボット / Kinetic electronics / BioMEMS / マイクロロボット / 電気化学センサー / Kinetic Electronics / ソフトロボット / 生化学センサー / ウェアラブルセンサー
Outline of Research at the Start

Covid-19禍の中、ますます高度化する国際化 高齢化社会においてウェアラブル生化学センサは安全 健康 防疫を担保するための強力な基盤ツールとなる。様々な項目を検出出可能な超微量・微小なデバイスが開発されているがその普及のためには、さらなる高機能化・低生体侵襲化がカギとなる。本研究では、ロボット分野で注目されるアクティブセンシング技術に注目し、BioMEMS技術をベースとしたソフトマイクロロボティック技術を用いて、能動的かつ知的に動くウェアラブル生化学センサを構築する。

Outline of Annual Research Achievements

Covid-19に代表される新型感染症が蔓延する中、ますます高度化する国際化・高齢化社会においてウェアラブル生化学センサは安全・健康・防疫を担保するための強力な基盤ツールとなる。様々な項目を検出可能な超軽量・微小なデバイスが開発されているがその普及のためには、さらなる高機能化・長寿命化そして低生体侵襲化がカギとなる。本研究では、ロボット分野で注目されるアクティブセンシング・自己メンテナンス技術に注目し、BioMEMS技術をベースとしたソフトマイクロロボティック技術を用いて、ウェアラブル生化学センサに能動的かつ知的に動く機能を付与することを目的とした。人体との接触を最小限にとどめ、かつセンサ自身がメンテナンスを自動に行うことで専門家の作業・接触頻度を最小化する、ロボティックフィルムによるアクティブ微小生化学センシング技術の開発を行う。本年度では昨年構築した電気化学式酵素センサ搭載多自由度ロボットプローブの実証評価及び、マルチプローブ化の技術開発を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

本年度は、計画していたマルチフィンガー型の動く電気化学電気センサーアレイの開発に成功した。また、センサーマイクロロボットに関する基礎技術の充実に伴い、当初計画を超えた機能探索として光学的原理に基づく多自由度アクティブセンサ―ロボットを開発し国際誌に発表した。これにより当初計画以上の研究の進展が得られた。

Strategy for Future Research Activity

今後はR5年度に構築したマルチプローブ電気化学式酵素センサの機能の充実との実証評価を行う。また、センサ安定性、アクチュエータ機構の開発によるより高度なマイクロロボットによるアクティブ生化学センサ―技術の探索を行う。

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2024 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 7 results) Presentation (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of California San Diego(米国)

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] University of Pau and Pays de l'Adour(フランス)

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Southwest University(中国)

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] University of California San Diego(米国)

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] Two-Dimensional SERS Sensor Array for Identifying and Visualizing the Gas Spatial Distributions of Two Distinct Odor Sources2024

    • Author(s)
      Chen Lin、Guo Hao、Wang Cong、Chen Bin、Sassa Fumihiro、Hayashi Kenshi
    • Journal Title

      Sensors

      Volume: 24 Issue: 3 Pages: 790-790

    • DOI

      10.3390/s24030790

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Visualization of the Gas Spatial Distribution of the Odor Source by SERS Gas Sensor2024

    • Author(s)
      Chen Lin、Guo Hao、Matsuo Takuya、Sassa Fumihiro、Hayashi Kenshi
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering

      Volume: 19 Issue: 5 Pages: 876-881

    • DOI

      10.1002/tee.23988

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Active Optical Sensor Microrobot Equipped With Multi-DoF Gripper Arm Based on Kinetic Electronics2023

    • Author(s)
      Otsuka Riku、Zhang Shiyi、Hayashi Kenshi、Sassa Fumihiro
    • Journal Title

      IEEE Sensors Letters

      Volume: 7 Issue: 9 Pages: 1-4

    • DOI

      10.1109/lsens.2023.3303076

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] An Odor Trace Visualization System Using a Two-Dimensional Backside Scattering Localized Surface Plasmon Resonance Gas Sensor2023

    • Author(s)
      Yang Zhongyuan、Sassa Fumihiro、Hayashi Kenshi
    • Journal Title

      Sensors

      Volume: 23 Issue: 23 Pages: 9525-9525

    • DOI

      10.3390/s23239525

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Spatiotemporal Visualization of Gases Using 2-D LSPR Gas Sensor2023

    • Author(s)
      Matsuoka Masato、Lingpu Ge、Sassa Fumihiro、Hayashi Kenshi
    • Journal Title

      IEEE Sensors Letters

      Volume: 7 Issue: 9 Pages: 1-4

    • DOI

      10.1109/lsens.2023.3301847

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Subpixel Patterned LSPR Gas Sensor Array With Using Inkjet Printing Au/Ag Nanoparticle to Enhance the Selectivity2023

    • Author(s)
      Jiang Tianshu、Ye Xiao、Ge Lingpu、Guo Hao、Sassa Fumihiro、Hayashi Kenshi
    • Journal Title

      IEEE Sensors Letters

      Volume: 7 Issue: 9 Pages: 1-4

    • DOI

      10.1109/lsens.2023.3300820

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Low-cost gel-filled microwell array device for screening marine microbial consortium2022

    • Author(s)
      Clelia Duran, Shiyi Zhang, Chongyang Yang, Maria Lorena Falco, Cristiana Cravo-Laureau, Chiho Suzuki-Minakuchi, Hideaki Nojiri, Robert Duran, Fumihiro Sassa
    • Journal Title

      Frontiers in Microbiology

      Volume: 13 Pages: 01-09

    • DOI

      10.3389/fmicb.2022.1031439

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A fully inkjet-printed disposable gas sensor matrix with molecularly imprinted gas-selective materials2022

    • Author(s)
      Ge Lingpu、Ye Xiao、Yu Zeping、Chen Bin、Liu Chuanjun、Guo Hao、Zhang Shiyi、Sassa Fumihiro、Hayashi Kenshi
    • Journal Title

      npj Flexible Electronics

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1038/s41528-022-00168-6

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 2D SERS Gas Sensor for Visualization and Localization of the Odor Source2023

    • Author(s)
      Chen Lin、Wang Cong、Guo Hao、Sassa Fumihiro、Hayashi Kenshi
    • Organizer
      2023 IEEE SENSORS
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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