2019 Fiscal Year Research-status Report
Exploration of sea and outer space using hybrid robots of life and machine
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18K18792
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
田中 陽 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (40532271)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | 地球惑星探査 / 海底探査 / 生存圏 / 乾燥耐性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
人類は、進化とともにその活動圏を拡げてきた。現代、地球上の陸地はほぼ探索が完了したといえるが、将来は海や宇宙に活動範囲を拡げていくであろう。ただし、それには地形や生態系などの探索が不可欠になるが、従来法であるリモート探索は情報の精度や質に限界があり、探索機は広範囲をカバーするには膨大な数とコストがかかる。そこで本研究では、根本的に発想を変え、生物に機械を組み込んだハイブリッドロボットを使った探索を実証する。まず比較的容易な(1)海の探索法を検証し、その知見を活用し、(2)宇宙についても挑戦することを目的とした。
当該年度は、まず宇宙の探索法の検証として、宇宙空間でも仮死状態ならば長期間生存できるネムリユスリカに通信装置を取り付け、これを用いてネムリユスリカの動きを検出させられることを実証した。ただしこれは、どんな動きでも検出してしまうため、ネムリユスリカが実際に覚醒したのかどうかはわからない。そこで、ネムリユスリカの動きを追尾できるように、その動きを電気的な信号で捉える微小電極デバイスを作製した。これは、ガラス基板上に極細の金属膜線をパターニングしたものであり、この金属線間の電気的抵抗（インピーダンス）をリアルタイムで測ることができる。このデバイスを用いることで、ネムリユスリカの動きの周波数特性から、確かに覚醒したことがわかり、生存圏探索に使えることを実証した。今後、これらのデバイスや手法を発展させ、実際に探索に用いられることを示していく。
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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
当該年度は、まずはネムリユスリカの覚醒時の動きといった、基礎的な特性を把握するとともに、この動きを利用して覚醒したことを検知するデバイスとしての有効性を実証することができた。また、ネムリユスリカ自体の動きも、画像（動画）データ取得なしに電気的特性を検知するマイクロデバイスのみで行うことができたため、MEMSの特徴を生かした微小デバイスの作製に成功するとともに、生物と機械のハイブリッドデバイスという観点で新たなデバイスの原理の検証ができたといえる。なお、センシングデバイスとして、温度による変化の他、エタノール濃度やpHによるネムリユスリカの動きの違い、についても見えてきており、それらのセンシングを行うマルチセンサーとしての機能も同時に検証できた。一方、海底探索に関しても順調にデバイスの開発、検証並びに実地実験への適用に向けての検討を行っており、以上の状況から、本年度については十分に当初の計画を達成できたといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、ネムリユスリカデバイスについては、さらなるセンシング範囲の探索、また検知の自動化を目指したシステムの構築を行う。また同時に、フーリエ変換等を用いて動きの可視化、定量化を目指し、使いやすいデバイスとして展開させることを目標とする。一方、海底探索については、実地実験に向けて、海域の調査、受信ステーションの構築、デバイスの小型化など多方面からの検証を行い、海底探索の実証を目指す。また、これらの様々なデバイスの機能を以前のデバイスと比較し、どの程度性能が実際にアップしたかについて具体的に検証する。
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| Causes of Carryover |
当該年度は、当初想定よりもネムリユスリカの力が小さく動きも弱いことがわかり、これを効率よく検知するためのデバイス設計等の再検討が必要になった。これにより、今年度は設計や理論中心の検討となり、消耗品費や実験にかかる人件費等を使用しないこととなった。該当分は翌年度の実験に回されるため、全体として研究の進捗には影響しないが、本年度については研究費の未使用分が発生した。
未使用分3,798,938円は、物品費としてシビレエイやネムリユスリカ他、試薬や実験器具などの消耗品として1,000,000円、学会参加や打ち合わせ等のための旅費として300,000円、実験員等の人件費として2,000,000円、学会登録費や論文掲載料などその他として498,938円を計画している。
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| Remarks |
研究室ホームページ
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Research Products
(5 results)
