滑走細菌によって駆動されるマイクロデバイスの素子設計シミュレーション

• 研究課題/領域番号: 21760192
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 岐阜大学
• 研究代表者: 新田 高洋 岐阜大学, 工学部, 助教 (20402216)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2010年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2009年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
• キーワード: マイクロ・ナノデバイス / マイクロマシン / シミュレーション / 細菌

研究概要

滑走細菌Mycoplasma mobileによって駆動されるマイクロマシン及びLab-on-a-Chipデバイスといったマイクロデバイスの素子設計を支援するシミュレーション技術及び素子構造の自動探索方法の開発を行った.このために、滑走細菌M.mobileの滑走運動を観察し、シミュレーションに必要なパラメータの測定を行った.既存の素子内でのM.mobile滑走運動をシミュレーションにより再現すると、実験結果とほぼ同様の結果が得られた.また素子構造の自動探索手法として遺伝的アルゴリズムを用いた.この手法の妥当性を、我々がこれまでにシミュレーション方法を確立している、キネシン・微小管分子シャトルの系で検討した.この結果、これまでに開発された整流素子よりも高い性能の素子構造を探索することに成功した.また、これまでに作製されていない、新規の機能を有する素子構造の探索にも成功した.このことは、本探索手法の有効性を示すものである.

研究成果

• [雑誌論文] マイクロパターン基板上でのMycoplasma mobile滑走運動のシミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 新田高洋、浅野祥吾、平塚祐一、宮田真人、平野元久
  • 雑誌名: ロボティクス・メカトロニクス講演会2010講演論文集
• [雑誌論文] EVOLUTIONARY OPTIMIZATION OF GUIDING TRACK DESIGNS FOR MOLECULAR SHUTTLES POWERED BY KINESIN MOTORS (2009)
  • 著者名/発表者名: Takuya Sunagawa, Akihito Tanahashi
  • 雑誌名: Proceedings of Thirteenth International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences ページ: 207-209
  • 査読あり
• [雑誌論文] EVOLUTIONARY OPTIMIZATION OF GUIDING TRACK DESIGNS FOR MOLECULAR SHUTTLES POWERED BY KINESIN MOTORS (2009)
  • 著者名/発表者名: Takuya Sunagawa, Akihito Tanahashi, Motohisa Hirano, Matthew E.Downs, Henry Hess, Takahiro Nitta
  • 雑誌名: Proceedings of microTAS 2009 1 ページ: 207-209
  • 査読あり
• [学会発表] EVOLUTIONARY OPTIMIZATION OF GUIDING TRACK DESIGNS FOR MOLECULAR SHUTTLES POWERED BY KINESIN MOTORS (2009)
  • 著者名/発表者名: Takuya Sunagawa, Akihito Tanahashi, Motohisa Hirano, Matthew E.Downs, Henry Hess, Takahiro Nitta
  • 学会等名: micro TAS 2009
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2009-11-02
• [学会発表] Module Structural Design for Material Transport System Propelled by Kinesin with Genetic Algorithm (2009)
  • 著者名/発表者名: 砂川拓也、棚橋章仁、平野元久、マシュー・ダウンズ、ヘンリー・ヘス、新田高洋
  • 学会等名: 生物物理学会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2009-11-01
• [学会発表] An improved simulation of Mycoplasma mobile movements on micropatterned surfaces (2009)
  • 著者名/発表者名: 新田高洋、浅野祥吾、平塚祐一、宮田真人、平野元久
  • 学会等名: 生物物理学会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2009-10-31
• [学会発表] マイクロパターン基板上でのMycoplasma mobile滑走運動のシミュレーション
  • 著者名/発表者名: 新田高洋、浅野祥吾、平塚祐一、宮田真人、平野元久
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2010
  • 発表場所: 旭川
• [学会発表] EVOLUTIONARY OPTIMIZATION OF GUIDING TRACK DESIGNS FOR MOLECULAR SHUTTLES POWERED BY KINESIN MOTORS
  • 著者名/発表者名: Takuya Sunagawa, Akihito Tanahashi
  • 学会等名: Thirteenth International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
  • 発表場所: Jeju, Korea
• [学会発表] An improved simulation of Mycoplasma mobile movements on micropatterned surfaces
  • 著者名/発表者名: Takahiro Nitta, Shogo Asano, Yuichi Hiratsuka, Motohisa Hirano
  • 学会等名: 日本生物物理学会第47回年会
  • 発表場所: 徳島
• [学会発表] Module structural design for material transport system propelled by kinesin with genetic algorithm
  • 著者名/発表者名: Takuya Sunagawa, Akihito Tanahashi
  • 学会等名: 日本生物物理学会第47回年会
  • 発表場所: 徳島