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2013 Fiscal Year Annual Research Report

細胞ビルドアップ型ウェットナノロボティクスの構築と機能創発

Research Project

Project/Area Number 21676002
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

森島 圭祐  大阪大学, 工学研究科, 教授 (60359114)

Project Period (FY) 2009-05-11 – 2014-03-31
Keywordsバイオアクチュエーター / ウェットロボティクス / 筋細胞 / マイクロロボット / ナノマシン / バイオロボット / 昆虫細胞
Research Abstract

昆虫の筋細胞、筋組織を用いて、室温で動作する細胞そのものを用いたアクチュエータ及びマイクロ構造体を作製し、動作性能を評価した。また、昨年度に引き続き、昆虫の筋組織由来培養細胞株の樹立の試みを行い、筋細胞を健全な状態で効率よく得る条件検討を行った。昆虫の筋細胞の駆動力で動作する構造体を構築し、力学的・電気的・化学的・光刺激による細胞ビルドアップ型ウエットナノマイクロロボットの制御の基礎実験を行った。大気中で駆動する昆虫の筋細胞バイオアクチュエータの実証実験を行い、成功した。さらに、技術的課題であった細胞を配置する方法として、インクジェットを用いることにより、細胞をプリンティングする技術を確立した。これにより、細胞を数ミリメートル単位の集団で、ハンドリングが可能になり、マイクロ構造体へのアッセンブリがソフトマシン製造方法において可能になると考えられる。最終的に、筋細胞組織とMEMS構造体で構成されるマイクロナノロボットを設計試作した。本研究に関する研究成果として、MicroTAS国際会議、Lab on a chipへの投稿論文が採択され、ロンドンで行われたLivingMachines2013で発表したところ、Current Biology, Volume 23, Issue 18, R821-R823,23 September2013や英国王立化学会のchemistry worldで世界初の室温・空気中でのバイオアクチュエータ駆動に成功したことについて、特集記事として取り上げられ、注目を浴びた。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

  • Research Products

    (42 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (36 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Measuring Adhesion Force of a Cell Sheet by the Ninety-degree Peel Test Using a Multi Hook Type Fixture2013

    • Author(s)
      K. Uesugi, Y. Akiyama, T. Hoshino, Y. Akiyama, M. Yamato, T. Okano, K. Morishima
    • Journal Title

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      Volume: 8(2) Pages: 129-138

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Voluntary Movement Controlled by the Surface EMG Signal for Tissue-engineered Skeletal Muscle on a Gripping Tool2013

    • Author(s)
      K. Kabumoto, T. Ho shino, Y. Akiyama, K. Morishima
    • Journal Title

      Tissue Engineering Part A

      Volume: 19(15-16) Pages: 1695-1703

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Atmospheric-operable bioactuator powered by insect muscle2013

    • Author(s)
      Y. Akiyama, K. Funakoshi, T. Hoshino, K. Iwabuchi, K. Morishima
    • Journal Title

      Lab on a Chip

      Volume: 13(24) Pages: 4870-1880

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Bio-Manipulation Method Based on Hydrodynamic Forces of Multiple Microfluidic Streams2013

    • Author(s)
      Y. Yalikun, Y. Akiyama, T. Hoshino, K. Morishima
    • Journal Title

      Journal of Robotics and Mechatronics

      Volume: 25(4) Pages: 611-618

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Measuring mechanical properties of cell sheet by tensile test using self-attachable fixture2013

    • Author(s)
      K. Uesugi, Y. Akiyama, T. Hoshino, Y. Akiyama, M. Yamato, T. Okano, K. Morishima
    • Journal Title

      Journal of Robotics and Mechatronics

      Volume: 25(4) Pages: 603-610

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 筋細胞機能の光遺伝学的操作2014

    • Author(s)
      浅野豪文, 石塚徹, 八尾寛, 森島圭祐
    • Organizer
      第13回日本再生医療学会総会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      20140300
  • [Presentation] 超高速細胞アセンブリと電磁石デバイスによる3次元組織構築2014

    • Author(s)
      秋山佳丈, 正典子, 今西泰希, 森島圭祐
    • Organizer
      第13回日本再生医療学会総会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      20140300
  • [Presentation] ピエゾインクジェットによる1滴1細胞プリンティングに関する研究2014

    • Author(s)
      The Ryanto, 山口修一, 上野明, 秋山佳丈, 森島圭祐
    • Organizer
      第13回日本再生医療学会総会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      20140300
  • [Presentation] EVALUATION AND OPTICAL CONTROL OF SOMATIC MUSCLE MICRO BIOACTUATOR OF CHANNELRHODOPSIN TRANSGENIC DROSOPHILA MELANOGASTER2014

    • Author(s)
      M. Hirooka, S. P. Beh, T. Asano, Y. Akiyama, T. Hoshino, K. Hoshino, H. Tsujimura, K. Iwabuchi and K. Morishima
    • Organizer
      The 27th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS 2014)
    • Place of Presentation
      USA
    • Year and Date
      20140100
  • [Presentation] DIFFUSION REFUELING BIOFUEL CELL MOUNTABLE ON INSECT2014

    • Author(s)
      K. Shoji, Y. Akiyama, M. Suzuki, N. Nakamura, H. Ohno and K. Morishima
    • Organizer
      The 27th International Conference on Micro Electro Mechanical Svstems (MEMS 2014)
    • Place of Presentation
      USA
    • Year and Date
      20140100
  • [Presentation] 光を用いた筋細胞機能の光遺伝学的操作2013

    • Author(s)
      浅野豪文, 石塚徹, 八尾寛, 森島圭祐
    • Organizer
      第36回日本分子生物学会年回
    • Place of Presentation
      兵庫
    • Year and Date
      20131200
  • [Presentation] 昆虫筋細胞バイオアクチュエータを用いた大気中環境下でのマイクロ歩行ロボットの創製-大気中駆動に向けたマイクロロボットの作製-2013

    • Author(s)
      川崎恭平, 秋山佳丈, 岩淵喜久男, 森島圭祐
    • Organizer
      第14回 計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 SI2013
    • Place of Presentation
      兵庫
    • Year and Date
      20131200
  • [Presentation] MultipleMicrofluidic Stream based Manipulation for Single Cell Handling2013

    • Author(s)
      Y. Yalikun, Yoshitake Akiyama, and Keisuke Morishima
    • Organizer
      International Conference on Intelligent Robots and Systems
    • Place of Presentation
      Tokyo
    • Year and Date
      20131100
  • [Presentation] Measurement System for Biomechanical Properties of Cell Sheet2013

    • Author(s)
      K Uesugi, Y. Akiyama, M. Yamato, T. Okano, Y. Akiyama, T. Hoshino, K. Morishima
    • Organizer
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS 2013)
    • Place of Presentation
      Tokyo
    • Year and Date
      20131100
  • [Presentation] Automation of Piezoelectric Inkjet-based One Cell per One Droplet Prin ine by Image Processing2013

    • Author(s)
      R. The, S. Yamaguchi, A. Ueno, Y. Akiyama, and K. Morishima
    • Organizer
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
    • Place of Presentation
      Japan
    • Year and Date
      20131100
  • [Presentation] Measurement System for Biomechanical Properties of Cell Sheet2013

    • Author(s)
      Kaoru Uesugi, Yoshitake Akiyama, Takayuki Hoshino, Yoshikatsu Akiyama, Msayuki Yamato, Teruo Okano and Keisuke Morishima
    • Organizer
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
    • Place of Presentation
      Japan
    • Year and Date
      20131100
  • [Presentation] Multiple Microfluidic Stream based Manipulation for Single Cell2013

    • Author(s)
      Yaxiaer Yalikun, Yoshitake Akiyama and Keisuke Morishima
    • Organizer
      IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
    • Place of Presentation
      Japan
    • Year and Date
      20131100
  • [Presentation] Piezoelectric inkjet-based single-cells printing by image processing for high efficiency and automatic cell printing2013

    • Author(s)
      R. The, S. Yamaguchi, A. Ueno, Y. Akiyama, K. Morishima
    • Organizer
      The 17th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Science (μTAS2013)
    • Place of Presentation
      Freiburg (Germany)
    • Year and Date
      20131000
  • [Presentation] On-chip formation and fusion of spheroids by label-free magnetic cell manipulation2013

    • Author(s)
      N. Sho, K. Morishima, Y . Akiyama, "On-chip formation and fusion of spheroids by label-free magnetic cell manipulation
    • Organizer
      The 17th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Science (μTAS2013)
    • Place of Presentation
      Freiburg (Germany)
    • Year and Date
      20131000
  • [Presentation] 昆虫搭載型バイオ燃料電池の開発2013

    • Author(s)
      庄司観, 秋山佳丈, 鈴木将登, 中村暢文, 大野弘幸, 森島圭祐
    • Organizer
      応用物理学会関西2013
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      20131000
  • [Presentation] Multi Pulse Response method and its application for Transient Hot-Wire technique2013

    • Author(s)
      T. Katayama, K. Morishima
    • Organizer
      The 10th Asian Thermophysical Properties Conference (ATPC 2013)
    • Place of Presentation
      Jeju (Korea)
    • Year and Date
      20130929-1003
  • [Presentation] 細胞シート把持具を用いた引張試験による細胞シート力学特性測定2013

    • Author(s)
      上杉薫, 秋山佳丈, 星野隆行, 秋山義勝, 大和雅之, 岡野光夫, 森島圭
    • Organizer
      第31回日本ロボット学会学術講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20130900
  • [Presentation] 金ナノ粒子修飾電極を用いた昆虫体液バイオ燃料電池の開発2013

    • Author(s)
      庄司観, 秋山佳丈, 鈴木将登, 中村暢文. 大野弘幸, 森島圭祐
    • Organizer
      第31回日本ロボット学会学術講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20130900
  • [Presentation] 遺伝子導入した体性筋バイオアクチュエータの光応答評価2013

    • Author(s)
      廣岡正也, ベースーピン, 星野隆行, 秋山佳丈, 星野啓太, 辻村秀信, 岩淵喜久男, 森島圭祐
    • Organizer
      第31回日本ロボット学会学術講演会(RSJ2012)
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20130900
  • [Presentation] Bio-micro-manipulation based on Hydrodynamic Forces of Multiple Micro Stream2013

    • Author(s)
      Y. Yalikun, Y. Akiyama, T. Hoshino and K. Morishima
    • Organizer
      The 31st Annual Conference Of The Robotics Society Of JAPAN
    • Place of Presentation
      Tokyo
    • Year and Date
      20130900
  • [Presentation] Study in Automatic Printing of Single Cells by Piezoelectric Inkjet2013

    • Author(s)
      R. The, S. Yamaguchi , A. Ueno, Y. Akiyama, K. Morishima
    • Organizer
      第31回日本ロボット学会学術講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20130900
  • [Presentation] Room Temperature Operable Muscle-Powered Microrobot2013

    • Author(s)
      K. Morishima
    • Organizer
      The International Conference on Biomimetic and Biohybrid Systems (Living Machines 2013)
    • Place of Presentation
      London
    • Year and Date
      20130700
  • [Presentation] VISUAL SERVO OF MUSCLE-POWERED OPTGENETIC BIOACTUATOR2013

    • Author(s)
      S. P. Beh. M. Hirooka, T. Hoshino, Y. Akiyama, H. Tsujimura and K. Morishima
    • Organizer
      Transducers'13, the 17th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators, and Microsystems and Eurosensors XXVII
    • Place of Presentation
      Barcelona, Catalonia (Spain)
    • Year and Date
      20130600
  • [Presentation] Gold Nanoparticle-based Biofuel Cell Using Insect Body Fluid Circulation2013

    • Author(s)
      K. Shoji, Y. Akiyama, M. Suzuki , N. Nakamura, H. Ohno and K . Morishima
    • Organizer
      The 17th International Conference on Solid-state Sensors, Actuators and Micro Systems (Transducers2013)
    • Place of Presentation
      Barcelona
    • Year and Date
      20130600
  • [Presentation] 細胞シート力学特性評価システムの開発―細胞シート自動把持具による細胞シート引張試験―2013

    • Author(s)
      上杉薫, 秋山佳丈, 星野隆行, 秋山義勝, 大和雅之, 岡野光夫, 森島圭祐
    • Organizer
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2013
    • Place of Presentation
      筑波
    • Year and Date
      20130500
  • [Presentation] 昆虫サイボーグ創製に向けた昆虫搭載型バイオ燃料電池の開発―背脈管を駆動源とした体液循環システム―2013

    • Author(s)
      庄司観, 秋山佳丈, 鈴木将登, 中村暢文, 大野弘幸, 森島圭祐
    • Organizer
      日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2013
    • Place of Presentation
      筑波
    • Year and Date
      20130500
  • [Presentation] Multiple Microfluidic Stream based Manipulation System for 3D Cell Handling2013

    • Author(s)
      Y. Yalikun, Y. Akiyama, T. Hoshino and K. Morishima
    • Organizer
      The Japan Society of Mechanical Engineers, JSME Robotics and Mechatronics Conference
    • Place of Presentation
      Tsukuba
    • Year and Date
      20130500
  • [Presentation] 昆虫筋細胞を用いた大気中での室温駆動マイクロロボットの作成2013

    • Author(s)
      川崎 恭平, 横井 駿太朗, 秋山 佳丈, 岩淵 喜久男, 森島 圭祐
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2013 (ROBOMEC2013)
    • Place of Presentation
      茨城
    • Year and Date
      20130500
  • [Presentation] 磁気アルキメデス効果を用いた電磁石による3次元細胞凝集体構築に関する検討2013

    • Author(s)
      正典子, 上西慧, 森島圭祐, 秋山佳丈
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2013
    • Place of Presentation
      筑波
    • Year and Date
      20130500
  • [Presentation] 画像処理による1滴1細胞プリンティングの自動化に関する研究2013

    • Author(s)
      テ・リャント, 山口修一, 秋山佳丈, 上野明, 森島圭祐
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2013 (ROBOMEC2013)
    • Place of Presentation
      茨城
    • Year and Date
      20130500
  • [Presentation] 遺伝子導入した筋組織を駆動源とする遺伝子導入した筋組織を駆動源とするバイオアクチュエータのモデリングと光制御―キイロショウジバエの体性 筋の光応答評価―2013

    • Author(s)
      廣岡 正也, ベー・スー・ピン, 星野 隆行, 星野 啓太, 秋山 佳丈, 辻村 秀信, 岩淵 喜久男, 森島 圭祐
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2013 (ROBOMEC2013)
    • Place of Presentation
      茨城
    • Year and Date
      20130500
  • [Presentation] 磁気駆動ナノマシンによる細胞内導入及び細胞内粘度計測2013

    • Author(s)
      宮崎弘貴, 片山貴志, 秋山佳丈, 森島圭祐
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2013 (ROBOMEC2013)
    • Place of Presentation
      茨城
    • Year and Date
      20130500
  • [Presentation] 神経細胞と筋細胞で構成されるin vitro ciosed-loop制御システムの構築に関する研究2013

    • Author(s)
      門澤拓海, 星野隆行, 秋山佳丈, 森島圭祐
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2013 (ROBOMEC2013)
    • Place of Presentation
      茨城
    • Year and Date
      20130500
  • [Presentation] Study on Visual Feedback Control of Optogenetic Muscle-Powered Bioactuator2013

    • Author(s)
      S. P. BEH, M. HIROOKA, T. H OSHINO, K. HOSHINO, Y. AKI YAMA, H. TSUJIMURA, K. IWA BUCHI, K. MORISHIMA
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2013 (ROBOMEC2013)
    • Place of Presentation
      茨城
    • Year and Date
      20130500
  • [Presentation] 磁気アルキメデス効果を用いた非標識細胞マニピュレーション法によるチップ上でのヤヌススフェロイドの形成2013

    • Author(s)
      正典子, 森島圭祐, 秋山佳丈
    • Organizer
      第64回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      広島
    • Year and Date
      2013-09-19
  • [Presentation] 大気中で自律駆動するバイオアクチュエータの創成2013

    • Author(s)
      秋山 佳丈, 富名腰 敬, 森島圭 祐
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第27回研究会
    • Place of Presentation
      東北大学(仙台)
    • Year and Date
      2013-05-24
  • [Remarks]

    • URL

      http://www-live.mech.eng.osaka-u.ac.jp/

URL: 

Published: 2015-07-15  

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