2016 Fiscal Year Research-status Report
非接触運動制御と機能分析技術の融合で実現するスマートハンドリングシステムの創出
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15K05883
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| Research Institution | Kitakyushu National College of Technology |
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Principal Investigator |
久池井 茂 北九州工業高等専門学校, 生産デザイン工学科, 教授 (50300653)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川原 浩治 北九州工業高等専門学校, 生産デザイン工学科, 教授 (20321515)
吉野 慶一 北九州工業高等専門学校, 生産デザイン工学科, 教授 (40249876)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 非接触運動制御技術 / 機能分析技術 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２８年度は，前年度に実施した非接触運動制御技術と，それに伴う機能分析技術の２つの技術を融合した次世代ハンドリングシステムの構築を行った。培地内で細胞の３次元操作や回転運動の最適操作条件を調べ，本研究に用いる装置と共焦点レーザー操作顕微鏡を組み合わせることによって，細胞の３次元姿勢制御を研究した。そして，断層画像を撮影することによって３次元画像を作成し，「人」に代わり細胞をリアルタイムで計測処理，精緻なハンドリングができるシステムの研究を行ってきた。
従来の方法では，細胞に直接レーザー光を照射することによって操作を行うため，細胞の破損や損傷が起こる可能性があった。それに対して本研究で提案するシステムでは，破損や損傷を起こすことなく細胞の捕捉・輸送などが可能となる。また，回転不変マッチングを利用するため，細胞の３次元移動や回転が可能であるので，共焦点レーザー操作顕微鏡の焦点位置を変えることなく，スマートハンドリング技術を実現することを図っている。
従来は人でしかできなかった部分を自動化して，システム全体の製造原価を下げ，非接触運動制御技術と細胞機能分析技術の融合の深化によって課題を解決し，精緻な分析と付加価値を実現する次世代のハンドリング技術を実現する。
特にフォトニクスという分野については，ドイツBW州のフォトニクスに関する機関と連携ができるようになり，相互で研究開発を推進できていることが大きな進捗成果である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成２７年度に研究した２つの技術を融合することによって，細胞からの反応によるデータを用いて，画像解析イメージングによるハンドリング技術を確立したからである。機能分析と画像処理結果との相関を調べ，細胞の反応を示すメカニズムを分析している。
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| Strategy for Future Research Activity |
ロボットテクノロジー，バイオテクノロジー，フォトニクスという３つの分野の融合技術により，ミクロンレベルの計測，制御を可能とする新しいハンドリング手法の検証を行う。情報通信技術も活用してシステムの自動化やアプリケーション開発を行い，国内外の研究現場と密に連携する。現場からの意見をシステムの研究開発にフィードバックして研究を推進する。
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| Causes of Carryover |
予定していたシステム構築が，部品単価の下落により安価に構築することができたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度は実証実験を主に考えており，現場からフィードバックされる意見を反映させるため，システムの改修が必然になると考えている。したがって，計画当初より充実した研究成果が得られると考えている。
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