2015 Fiscal Year Annual Research Report
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24656174
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| Research Institution | Future University-Hakodate |
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Principal Investigator |
櫻沢 繁 公立はこだて未来大学, システム情報科学部, 准教授 (40325890)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | BZ反応 / 機能性高分子 / 化学知能ロボット / ゲル‐ゾル転移 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
機能性ゲルにBZ反応をカップリングすることで，自律的な運動が様々な形態で実現されている。高分子が化学反応から自律的なリズムと駆動エネルギーを獲得する様は、まさに生物運動のそれに似ている。我々はこれを用いて、より生物らしく自律性および知能性を持って運動するロボットを構成することを試みた。これまでに、BZ反応をカップリングした機能性ゲルは、その運動メカニズムの中に環境を認識してそれに応じて運動を変更する機能が含まれていることを示すことに成功した。すなわち、機能性ゲルは、その内部で起きているBZ反応によって周囲にある反応基質を消費しつつ運動しているため、例えば、機能性ゲルが狭空間に頭部から侵入すると狭空間の反応基質を直ちに下げてしまい、頭部から発生・伝播していた反応が逆転して尾部から生じ、運動が逆転して狭空間から脱出するような運動が起きることを明らかにした。
そこで今年度は、それらの知見をより発展させて生物運動に近づけるため、ロボットの本体が生物と同様に集積と解離のバランスで成り立つ化学群知能ロボット化を目指した。そのために、機能性ゲルをコロイド状に重合し、BZ反応の触媒の酸化・還元に応じて集積・解離を示すようなロボットを作成することにした。その結果、これらのコロイドはテフロンチューブ内の細長い空間に封入されたときに、BZ反応による集積によるゲル化と解離によるゾル化を繰り返しながら一方向に運動する、いわゆるアメーバのゾル‐ゲル転移に似た運動が観測された。今後これらは環境のストレスに応じた自律的な運動変化を見せる自律ロボットとなる可能性を持っている。
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