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光-微生物フィードバックシステムの構築と2次元培養での新機能発現

研究課題

研究課題/領域番号 21360192
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 システム工学
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

尾笹 一成  独立行政法人理化学研究所, 前田バイオ工学研究室, 専任研究員 (10231234)

研究協力者 SIMON Song  Hanyang University, Korea, Professor
JEESOO Lee  Hanyang University, Korea, Doctor course student
研究期間 (年度) 2009 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
15,080千円 (直接経費: 11,600千円、間接経費: 3,480千円)
2012年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2011年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2010年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2009年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
キーワード光フィードバック / ミドリムシ / マイクロ流路 / 光走性 / 化学走性 / ニューロコンピューティング / 微生物 / ユーグレナ / 揺らぎ / ニューラルコンピューティング / モンテカルロシミュレーション
研究概要

遊泳性微生物をマイクロ流路中で2次元培養し、光フィードバックを施せる装置を開発した。対象微生物としてミドリムシを用い、光忌避反応を利用することによってマイクロ流路内でのセル分布を動的にパターン制御することに成功した。また、フィードバックアルゴリズムにニューラルネットワークを導入することで、最適解を複数にわたって変遷するニューロコンピューティングが実現できた。さらに、独立した複数の培養系間への相互作用の導入や化学刺激を利用したセンシングデバイスの開発に成功した。

報告書

(5件)
  • 2012 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2013 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 14件) 学会発表 (25件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Microfluidic Gas Sensing with Living Microbial Cells Confined in A Microaquarium2013

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa, J.Lee, S.Song, M.Hara, M.Maeda
    • 雑誌名

      Key Eng. Mater

      巻: 543 ページ: 431-434

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Euglena-based neurocomputing with two-dimensional optical feedback on swimming cells in micro-aquariums2013

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa, J.Lee, S.Song, M.Hara, M.Maeda
    • 雑誌名

      Appl.Soft Comput

      巻: 13 ページ: 527-538

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Euglena-based neurocomputing with two-dimensional optical feedback on swimming cells in micro-aquariums2013

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa
    • 雑誌名

      Appl.Soft Comput.

      巻: 13 号: 1 ページ: 527-538

    • DOI

      10.1016/j.asoc.2012.09.008

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microfluidic Gas Sensing with Living Microbial Cells Confined in A Microaquarium2013

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa
    • 雑誌名

      Key Eng. Mater.

      巻: 543 ページ: 431-434

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/kem.543.431

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface-potential undulation of Alq3 thin films prepared on ITO, Au, and n-Si2012

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa
    • 雑誌名

      J.Nanosci.Nanotechnol.

      巻: 12 号: 1 ページ: 499-502

    • DOI

      10.1166/jnn.2012.5413

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Implementation of microbe-based neurocomputing with Euglena cells confined in microaquariums2011

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa, J.Lee, S.Song, M.Hara, M.Maeda
    • 雑誌名

      Int.J.Unconventional Computing

      巻: 7 ページ: 481-499

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-dimensional optical feedback control of Euglena confined in closed-type microfluidic channels2011

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa, J.Lee, S.Song, M.Hara, M.Maeda
    • 雑誌名

      LabChip

      巻: 11 ページ: 1933-1940

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-dimensional optical feedback control of Euglena confined in closed-type microfluidic channels2011

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa
    • 雑誌名

      Lab on a Chip

      巻: 11 ページ: 1933-1940

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoinduced evolution of surface-potential undulation observed on vacuum-deposited thin films of tris(8-hydroxyquinolinato) aluminum2011

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa
    • 雑誌名

      Appl.Phys.Lett.

      巻: 98 ページ: 13301-13301

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simulation of neurocomputing based on the photophobic reactions of Euglena with optical feedback stimulation2010

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa, M.Aono, M.Maeda, M.Hara
    • 雑誌名

      Biosystems

      巻: 100 ページ: 101-107

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simulation of Neurocomputing Based on Photophobic Reactions of Euglena - Toward Microbe-Based Neural Network Computing -2009

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa, M.Aono, M.Maeda, M.Hara
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 5715 ページ: 209-218

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simulation of Neurocomputing Based on Photophobic Reactions of Euglena-Toward Microbe-Based Neural Network Computing-2009

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science 5715

      ページ: 209-218

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Implementation of microbe-based neurocomputing with Euglena cells confined in microaquariums

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa
    • 雑誌名

      Int.J.Unconventional Computing

      巻: (印刷中)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simulation of neurocomputing based on the photophobic reactions of Euglena with optical feedback stimulation

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa
    • 雑誌名

      Biosystems (印刷中)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Effects of chemical diffusion through PDMS microchannels to living microbial cells2013

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa, J.Lee, S.Song, M.Hara, M.Maeda
    • 学会等名
      International Conference on Biomaterials Science 2013 (ICBS2013)
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Effects of Analog Feedback in Euglena-based Neural Network Computing- Experimental Research toward Network Optimization -2012

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa, J.Lee, S.Song, M.Hara, M.Maeda
    • 学会等名
      Korea-Japan joint workshop on complex communication sciences
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Microfluidic Gas/Liquid Toxicity Sensing Through The Chemotaxis of Euglena Cells Confined in A Micro-Aquarium2012

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa, J.Lee, S.Song, M.Hara, M.Maeda
    • 学会等名
      16th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (microTAS2012)
    • 発表場所
      Okinawa, Japan
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Optical Analog Feedback in Euglena-Based Neural Network Computing2012

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa, J.Lee, S.Song, M.Maeda, M.Hara
    • 学会等名
      Unconventional Computation and Natural Computation 2012 (UCNC2012)
    • 発表場所
      Orleans, France
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Chemotactic Toxicity Detection Using Euglena Cells Confined in An Isolated Micro-Aquarium2012

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa, J.Lee, S.Song, M.Hara, M.Maeda
    • 学会等名
      The Sixth International Conference on Quantum, Nano and Micro Technologies (ICQNM2012)
    • 発表場所
      Rome,Italy
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Transient Characteristics in Photophobic Reactions of Euglena gracilis2012

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa, J.Lee, S.Song, M.Hara, M.Maeda
    • 学会等名
      American Society for Microbiology 112th General Meeting (ASM2012)
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Microfluidic Gas Sensing with Living Microbial Cells Confined in A Micro-Aquarium2012

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa, J.Lee, S.Song, M.Hara, M.Maeda
    • 学会等名
      International Conference on Materials and Applications for Sensors and Transducers (IC-MAST2012)
    • 発表場所
      Budapest, Hungary
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Chemotactic Toxicity Detection Using Euglena Cells Confined in An Isolated Micro-Aquarium2012

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa
    • 学会等名
      The Sixth International Conference on Quantum, Nano and Micro Technologies (ICQNM2012)
    • 発表場所
      Rome, Italy
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ流路内のユーグレナに対するアナログ光フィードバック2011

    • 著者名/発表者名
      尾笹一成
    • 学会等名
      日本物理学会2011年春季大会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2011-03-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Optical feedback control/analysis of photoreactive Euglena cells swimming in micro-aquariums2011

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa, J.Lee, S.Song, M.Hara, M.Maeda
    • 学会等名
      15th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (microTAS2011)
    • 発表場所
      Seatle, USA
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Optical feedback control of Euglena cells in closed-type microfluidic channels2011

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa, J.Lee, S.Song, M.Hara, M.Maeda
    • 学会等名
      The Fifth International Conference on Quantum, Nano and Micro Technologies (ICQNM2011)
    • 発表場所
      Nice, France
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2011 実績報告書
  • [学会発表] Possibility of incorporation of biomaterials in a hybrid device for two-dimensional optical feedback control2011

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa, M.Hara, M.Maeda
    • 学会等名
      13th International Conference on Formation of Semiconductor Interfaces (ICFSI13)
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2011 実績報告書
  • [学会発表] Analog feedback in Euglena-based neurocomputing2011

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa, J.Lee, S.Song, M.Hara, M.Maeda
    • 学会等名
      10th International Conference on Unconventional Computation (UC2011)
    • 発表場所
      Turku, Finland
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2011 実績報告書
  • [学会発表] Optical feedback control of Euglena swimming in micro-aquarium2011

    • 著者名/発表者名
      J.Lee,S.Song,K.Ozasa,M.Hara,M.Maeda
    • 学会等名
      The International Symposium on Microchemistry and Microsystems 2011 (ISMM2011)
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2011 実績報告書
  • [学会発表] Optical feedback control of swimming Euglena in microaquariums2011

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa, J.Lee, S.Song, M.Hara, M.Maeda
    • 学会等名
      International Conference on Biomaterials Science 2011 (ICBS2011)
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書 2010 実績報告書
  • [学会発表] Optical feedback control/analysis of photoreactive Euglena cells swimming in micro-aquariums2011

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa
    • 学会等名
      15th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (microTAS 2011)
    • 発表場所
      Seatle, USA
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] マイクロ流路中のユーグレナへの光フィードバック2010

    • 著者名/発表者名
      尾笹一成
    • 学会等名
      ユーグレナ研究会第26回研究集会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2010-11-13
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Toward PostNANO technology-Optical control of photoresponsive microbes confined in microfluidic structures-2010

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa
    • 学会等名
      Asian Conference on Nanoscience and Nanotechnology 2010 (AsiaNANO2010)
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2010-11-03
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ユーグレナの光反応を用いたニューラルネットワークフィードバックシステムの動作2010

    • 著者名/発表者名
      尾笹一成
    • 学会等名
      日本物理学会2010年秋季大会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2010-09-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Implementation of microbe-based neurocomputing with living Euglena2010

    • 著者名/発表者名
      Kazunari Ozasa
    • 学会等名
      9th International Conference on Unconventional Computation (UC10)
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2010-06-23
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Toward PostNANO technology - Optical control of photoresponsive microbes confined in microfluidic structures -2010

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa, J.Lee, S.Song, M.Maeda, M.Hara
    • 学会等名
      Asian Conference on Nanoscience and Nanotechnology 2010 (AsiaNANO2010)
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] Implementation of microbe-based neurocomputing with living Euglena2010

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa, J.Lee, S.Song, M.Maeda, M.Hara
    • 学会等名
      9th International Conference on Unconventional Computation (UC10), WS-C
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [学会発表] ユーグレナの光反応を用いたニューラルネットワークのシミュレーション2009

    • 著者名/発表者名
      尾笹一成
    • 学会等名
      日本物理学会2009年秋季大会
    • 発表場所
      熊本市
    • 年月日
      2009-09-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Simulation of Neurocomputing Based on Photophobic Reactions of Euglena-Toward Microbe-Based Neural Network Computing-2009

    • 著者名/発表者名
      尾笹一成
    • 学会等名
      8th International Conference on Unconventional Computation(UC2009)
    • 発表場所
      Ponta Delgada, Portugal
    • 年月日
      2009-09-07
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Simulation of Neurocomputing Based on Photophobic Reactions of Euglena - Toward Microbe-Based Neural Network Computing -2009

    • 著者名/発表者名
      K.Ozasa, M.Aono, M.Maeda, M.Hara
    • 学会等名
      8th International Conference on Unconventional Computation (UC2009)
    • 発表場所
      Ponta Delgada, Portugal
    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.k-ozasa.net/

    • 関連する報告書
      2012 研究成果報告書
  • [備考] Profile and Research Kazunari Ozasa

    • URL

      http://www.k-ozasa.net/research_a.html

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

URL: 

公開日: 2009-04-01   更新日: 2019-07-29  

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