Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
本研究では、尻尾や口唇など柔らかな動きを実現している生体部位の骨格筋配置を、体外で構築した骨格筋組織を用いて再現することにより、これらの柔らかな生体動作を実現可能なバイオソフトロボットを実現する。さらに、当該ロボットの駆動を解析し、ソフトロボットの駆動源として骨格筋組織を利用する方法を解明する。
本年度は骨格筋組織の収縮により駆動するバイオハイブリッドソフトロボットの応用可能性の実証と複数筋組織の協調により駆動するバイオハイブリッドソフトロボットの実現を目標として研究を行った。骨格筋組織の収縮運動で動くバイオハイブリッドソフトロボットとして、まず水中を泳ぐことが可能なソフトロボットの創出に成功した。魚形状を持つゴム状の柔軟ロボット骨格上に骨格筋組織を設置することで、電気刺激負荷による筋収縮によってヒレを動かし、泳げることを示した。このとき、柔軟ロボット骨格上での培養で骨格筋組織を構築すると収縮特性が減少してしまうことを見出し、他のデバイス上にて構築した骨格筋組織を移設することで、バイオソフトロボットが筋収縮で駆動可能になることを明らかにした。さらに、複数の骨格筋組織の協調によって駆動するバイオハイブリッドソフトロボットとして、カエルから採取した骨格筋を前年度より培ってきた外骨格構築技術に融合させることで、拮抗する２つの骨格筋の伸展・収縮で空気中でカニの手のように動くグリッパの創出にも成功した。拮抗筋を用いることで大きな駆動を実現でき、ウズラの卵や遠沈管などを把持して持ち上げることが可能になることを示した。以上のように、泳動するバイオハイブリッドソフトロボットから２つ骨格筋の協調により駆動するバイオハイブリッドソフトロボットを実現しており、本年度の目的を達成できたと考えている。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2021 2020 2019
All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results, Open Access: 4 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 11 results, Invited: 3 results) Book (2 results)
npj Science of Food
Volume: 5 Issue: 1 Pages: 6-6
10.1038/s41538-021-00090-7
Cyborg and Bionic Systems
Volume: 2021 Pages: 1-9
10.34133/2021/8907148
APL Bioengineering
Volume: 4 Issue: 2 Pages: 026101-026101
10.1063/1.5127204
Transactions of the JSME (in Japanese)
Volume: 86 Issue: 890 Pages: 20-00180-20-00180
10.1299/transjsme.20-00180
130007930470
