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生物と機械のハイブリッドロボットによる海底・宇宙探索

研究課題

研究課題/領域番号 18K18792
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分17:地球惑星科学およびその関連分野
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

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)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード地球惑星探査 / 海底探査 / 生存圏 / 乾燥耐性 / 生物エージェント
研究成果の概要

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、さらに、(2)宇宙についても挑戦することを目的とし、それぞれについてデバイスの開発と実証を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

まず海の探索法の検証として、発電魚であるシビレエイに通信装置を取り付け、これをシビレエイの発生電力で駆動・通信させられることを実証した。これは今後、実際に海洋での生物を用いた探索に用いられることが期待される。一方、宇宙探索では宇宙でも宇宙空間でも長期間生存できるネムリユスリカを用いて、その動きを追尾できるように、その動きで発電させる微小電極デバイスを作製した。このデバイスは将来の宇宙のみならず、砂漠や極地等の地球上の環境センシングにも用いられることが期待される。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2022 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] スイス連邦工科大学(スイス)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Anhydrobiotic chironomid larval motion-based multi-sensing microdevice for the exploration of survivable locations2022

    • 著者名/発表者名
      Yo Tanaka, Doudou Ma, Satoshi Amaya, Yusufu Aishan, Yigang Shen, Shun-ichi Funano, Tao Tang, Yoichiroh Hosokawa, Oleg Gusev, Takashi Okuda, Takahiro Kikawada, Yaxiaer Yalikun
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 25 号: 8 ページ: 104639-104639

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.104639

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Movement tracing and analysis of benthic sting ray (Dasyatis akajei) and electric ray (Narke japonica) toward seabed exploration2020

    • 著者名/発表者名
      Shun-ichi Funano, Nobuyuki Tanaka, Satoshi Amaya, Akira Hamano, Toyoki Sasakura, Yo Tanaka
    • 雑誌名

      SN Applied Sciences

      巻: 2 号: 12 ページ: 2142-2142

    • DOI

      10.1007/s42452-020-03967-6

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Biosensing and power generation robots using the anhydrobiotic chironomid for space exproring2019

    • 著者名/発表者名
      Yo Tanaka, Satoshi Amaya, Doudou Ma, Yigang Shen, Oleg Gusev, Takahiro Kikawada, Yaxiaer Yalikun
    • 雑誌名

      Proceeding of Micro Total Analysis Systems

      巻: 1 ページ: 239-240

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ion based pressure driven electric power generator using micro/nano glass porous device2019

    • 著者名/発表者名
      Yo Tanaka, Satoshi Amaya, Wataru Nagafuchi, Norihiro Kamamichi, Yaxiaer Yalikun
    • 雑誌名

      Proceeding of Micro Total Analysis Systems

      巻: 1 ページ: 1484-1485

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A valve powered by earthworm muscle with both electrical and 100% chemical control2019

    • 著者名/発表者名
      Yo Tanaka, Shun-ichi Funano, Yuji Noguchi, Yaxiaer Yalikun, Norihiro Kamamichi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An ultra-small fluid oscillation unit for pumping driven by self-organized three-dimensional bridging of pulsatile cardiomyocytes on elastic micro-piers2019

    • 著者名/発表者名
      Nobuyuki Tanaka, Tadahiro Yamashita, Yaxiaer Yalikun, Satoshi Amaya, Asako Sato, Viola Vogel, Yo Tanaka
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators B: Chemical

      巻: - ページ: 256-264

    • DOI

      10.1016/j.snb.2019.04.087

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Earthworm muscle driven valve with both electrical and chemical controls2018

    • 著者名/発表者名
      Yo Tanaka, Shun-ichi Funano, Yuji Noguchi, Yaxiaer Yalikun, Norihiro Kamamichi
    • 雑誌名

      Proceeding of Micro Total Analysis Systems

      巻: - ページ: 707-709

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Earthworm muscle-tissue actuated atmospheric-operable 3D printed wheel runner2018

    • 著者名/発表者名
      Yaxiaer Yalikun, Yuji Noguchi, Norihiro Kamamichi, Yo Tanaka
    • 雑誌名

      Proceeding of Micro Total Analysis Systems

      巻: - ページ: 707-709

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Biosensing and power generation robots using the anhydrobiotic chironomid for space exproring2019

    • 著者名/発表者名
      Yo Tanaka, Satoshi Amaya, Doudou Ma, Yigang Shen, Oleg Gusev, Takahiro Kikawada, Yaxiaer Yalikun
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ion based pressure driven electric power generator using micro/nano glass porous device2019

    • 著者名/発表者名
      Yo Tanaka, Satoshi Amaya, Wataru Nagafuchi, Norihiro Kamamichi, Yaxiaer Yalikun
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Earthworm muscle driven valve with both electrical and chemical controls2018

    • 著者名/発表者名
      Yo Tanaka, Shun-ichi Funano, Yuji Noguchi, Yaxiaer Yalikun, Norihiro Kamamichi
    • 学会等名
      The 22nd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Earthworm muscle-tissue actuated atmospheric-operable 3D printed wheel runner2018

    • 著者名/発表者名
      Yaxiaer Yalikun, Yuji Noguchi, Norihiro Kamamichi, Yo Tanaka
    • 学会等名
      The 22nd International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (MicroTAS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 集積バイオデバイス研究チームホームページ

    • URL

      http://ibd.riken.jp/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 集積バイオデバイス研究チーム

    • URL

      http://ibd.riken.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2024-01-30  

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