2019 Fiscal Year Annual Research Report
Biological softrobot powered by skeletal muscle tissues
Publicly Offered Research
| Project Area | Science of Soft Robot: interdisciplinary integration of mechatronics, material science, and bio-computing |
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| Project/Area Number |
19H05322
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
森本 雄矢 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 准教授 (60739233)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | バイオハイブリッド / ソフトロボティクス / 骨格筋組織 / 筋収縮 / マイクロ工学 / 組織工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は柔軟基板上に骨格筋組織を構築し、電気刺激によって引き起こされた筋収縮によって駆動するバイオハイブリッドソフトロボットの実現を目指した。さらに、当該バイオハイブリッドソフトロボットの駆動制御に適した電気刺激条件の解明を目標とした。
10μm厚のパリレンから成る柔軟基板上に3Dプリンタで作製したアンカを取り付け、アンカ上に筋芽細胞を含有したハイドロゲルを設置することで、培養により柔軟基板上に骨格筋組織が構築可能であることを見出した。加えて、柔軟基板上に設置された電極を介して骨格筋組織へ電気刺激を負荷することで、筋収縮を引き起こすことに成功し、電気刺激の強さおよび周波数によって筋収縮の強さを制御可能であることを明らかにした。さらに、バイオハイブリッドソフトロボットをコラーゲン製の外骨格で覆うことで、空気中で駆動可能なロボットを創出した。この空気中で駆動可能なロボットの応用可能性の実証として、筋収縮に伴う柔軟基板の屈曲によって、デコピンのように空気中に設置したビーズを押して転がすことができることを示すことにも成功した。本結果は、外骨格の利用にてバイオハイブリッドソフトロボットの適用先の拡大が可能なこと示唆している。以上のように、骨格筋組織を駆動源とするバイオハイブリッドソフトロボットの実現に加え、培養液中だけでなく空気中でも駆動可能なロボットの実現も達成しており、本年度の目的は達成されたと考えている。
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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
当初の計画通り、骨格筋組織を駆動源とするバイオハイブリッドソフトロボットの駆動制御法を明らかにしており、研究は順調に進展していると見なすことができる。
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| Strategy for Future Research Activity |
複数の骨格筋組織を有するバイオハイブリッドソフトロボットを構築し、各々の筋組織の協調運動による柔軟動作の実現を目指す。
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