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2022 Fiscal Year Annual Research Report

生物の自己改変能力を実装するバイオソフトロボティクス

Planned Research

Project AreaScience of Soft Robot: interdisciplinary integration of mechatronics, material science, and bio-computing
Project/Area Number 18H05467
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

清水 正宏  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 准教授 (50447140)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 梅舘 拓也  信州大学, 学術研究院繊維学系, 准教授 (60582541)
Project Period (FY) 2018-06-29 – 2023-03-31
Keywordsバイオソフトロボティクス / 自己改変能力 / 生物
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、5年間の研究期間で、迅速かつ確実に成果を出すために、次のように研究を推進している。これまでにバイオソフトロボティクスに関する要素技術(サイボーグ、細胞触覚センサ、筋細胞ロボット)の開発を推進してきた。領域内の共同研究によって、ナノシート電極を用いた超薄型細胞触覚センサの開発にも成功し、そのセンサが自己修復能を有することを確認した。具体的には,【1】機械と細胞の直接結合するインタフェースの構築:多電極による筋組織の制御環境を構築した。【2】成長する細胞触覚センサの開発:プリンテッドエレクトロニクスによるナノシート電極を用いた超薄型細胞触覚センサデバイスを開発した。【3】バイオソフトロボットのための自律分散制御を構築:心筋細胞や筋細胞をゲルに包埋した、バイオロボット身体の構築環境を3Dバイオプリンタによって構築した。本年度は、超薄型細胞触覚センサのウェアラブルデバイス化を行った。多関節モジュール型ソフトロボットアーム、単眼カメラによる汎用的3次元形状計測の開発を推進した。また、神経細胞と筋細胞の統合を目的として、脳オルガノイドと筋細胞アクチュエータの実装を行った。これにより、A01班の目的であるしなやかな身体の設計論に関する、当計画研究の成長する身体を達成した。また、教科書作成等を通して、しなやかな身体への統合と成果発表をおこなった。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (7 results)

All 2022

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Diverse Behaviors of a Single-Motor-Driven Soft-Bodied Robot Utilizing the Resonant Vibration of 2D Repetitive Slit Patterns2022

    • Author(s)
      S. Iyobe, M. Shimizu and T. Umedachi
    • Journal Title

      IEEE ROBOTICS AND AUTOMATION LETTERS

      Volume: Vol. 7 Pages: 992-999

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of Living “Bio-Robots” for Autonomous Actuations2022

    • Author(s)
      Furusawa Kazuya、Teramae Ryo、Ohashi Hirono、Shimizu Masahiro、Department of Applied Chemistry and Food Science, Fukui University of Technology 3-6-1 Gakuen, Fukui, Fukui 910-8505, Japan、Department of System Innovation, Osaka University 1-2 Machikaneyama-cho, Toyonaka, Osaka 560-0043, Japan
    • Journal Title

      Journal of Robotics and Mechatronics

      Volume: 34 Pages: 279~284

    • DOI

      10.20965/jrm.2022.p0279

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Upside-Down Brachiation Robot Using Elastic Energy Stored Through Soft Body Deformation2022

    • Author(s)
      Nonoyama Kisuke、Shimizu Masahiro、Umedachi Takuya
    • Journal Title

      IEEE Robotics and Automation Letters

      Volume: 7 Pages: 11291~11297

    • DOI

      10.1109/LRA.2022.3194947

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Biohybrid robots: recent progress, challenges, and perspectives2022

    • Author(s)
      Webster-Wood Victoria A、Guix Maria、Xu Nicole W、Behkam Bahareh、Sato Hirotaka、Sarkar Deblina、Sanchez Samuel、Shimizu Masahiro、Parker Kevin Kit
    • Journal Title

      Bioinspiration & Biomimetics

      Volume: 18 Pages: 015001~015001

    • DOI

      10.1088/1748-3190/ac9c3b

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Development of Engineered Skeletal Muscle Tissue Under Geometric Constraint2022

    • Author(s)
      R. Teramae, H. Ohashi, S. Shigaki and M. Shimizu
    • Organizer
      AROB-ISBC-SWARM 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Measuring Motion of Deformed Surfaces for Soft-bodied Robots/Animals with Multi-colored Markers2022

    • Author(s)
      K. Hanaoka, M. Shimizu, S. Shigaki and T. Umedachi
    • Organizer
      2022 IEEE 5th International Conference on Soft Robotics (RoboSoft2022)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Conversion of Elastic Energy Stored in the Legs of a Hexapod Robot into Propulsive Force2022

    • Author(s)
      A. Kaneko, M. Shimizu and T. Umedachi
    • Organizer
      Biomimetic and Biohybrid Systems - Living Machines 2022
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2023-12-25  

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