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ソフトモバイルマイクロロボティック流体キャリアシステムの開発に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K03931
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
研究機関東京大学

研究代表者

黄 吉卿  東京大学, 生産技術研究所, 国際研究員 (60870673)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2023年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードマイクロ流体システム / マイクロスイマー / 磁気駆動 / 流体マニピュレーション / バイオメディカル応用 / 病理検査診断 / 病理的検査・診断 / ソフトモバイルマイクロロボット / 流体キャリア
研究開始時の研究の概要

本研究では磁気駆動ソフトモバイルマイクロロボティック流体キャリアによる「ラボオンロボット」システムの開発と応用を目標とする。応用としては、ロボットの遠隔操作により検体採取と病理検査、そして薬物搬送などが上げられる。このような実生活への応用を実現するために必要である、複数環境に適応可能な柔軟性を有し、ロバストで持続可能なマイクロロボットの開発を目指す。また本研究では新たな材料の選定から設計、クリーンルームでの微細加工技術により開発するデバイスの物理的特性分析と評価実験、ロボット制御技術による駆動制御及びその応用までの全開発プロセスを行う。

研究成果の概要

本研究ではバイオ分析へ応用可能なソフトマイクロロボティックスイマーの開発を目指し、磁気駆動で可変モバイルマイクロロボティック流体キャリアシステムとバイオ応用に関する研究を行っている。主な成果は以下のように纏められる。
(1) 環境に優しく持続可能な流体キャリアのための小型化されたソフトな変形スイマ。(2) 3Dプリンティングによるソフトマイクロスイマーの小型化。(3) 磁気的に再構成可能な3Dプリントによるマイクロフラクタルピペットアレイ。(4) 4Dプリンティングによる光プローブアレイの作製。(5) ナノメートルアパーチャーと可変光スポットサイズを持つ4Dプリンティング光プローブアレイの製作

研究成果の学術的意義や社会的意義

現代社会における感染症や病気などの早期診断は医療や社会・経済システムに最も重要である。特に近年新型コロナウイルス(COVID-19)などの高い感染力と致死率を持つ未知のウィルスによる感染の早期診断が強く求められている。本研究の成果はこのようなバイオ分析への貢献が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 6件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] CNRS/Paris-Saclay University(フランス)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] CNRS/Paris-Saclay University(フランス)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] CNRS/Paris-Saclay University(フランス)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Fabrication of high aspect ratio microfluidic devices for long term in vitro culture of 3D tumor models2023

    • 著者名/発表者名
      Ugrinic Martina、Decanini Dominique、Bidan Nad?ge、Lazzari Gianpiero、Harouri Abdelmounaim、Hwang Gilgueng、Haghiri-Gosnet Anne-Marie、Mura Simona
    • 雑誌名

      Microelectronic Engineering

      巻: 267-268 ページ: 111898-111898

    • DOI

      10.1016/j.mee.2022.111898

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Self-Deformable Flexible MEMS Tweezer Composed of Poly(Vinylidene Fluoride)/Ionic Liquid Gel for Electrical Measurements and Soft Gripping2022

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Takafumi、Usami Naoto、Misumi Kei、Toyokura Atsushi、Higo Akio、Ono Shimpei、Hwang Gilgueng、Larrieu Guilhem、Ikeuchi Yoshiho、Tixier-Mita Agnes、Saito Ken、Levi Timothee、Mita Yoshio
    • 雑誌名

      Journal of Microelectromechanical Systems

      巻: 31 号: 5 ページ: 802-812

    • DOI

      10.1109/jmems.2022.3187428

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Novel Fabrication of 4D Printed Optical Probe Array with Nanometer Aperture and Optical Spot Size Tunning2024

    • 著者名/発表者名
      D. Decanini, A. Harouri, A. Mizushima, J. Park, B. J. Kim, Y. Mita, G. Hwang
    • 学会等名
      2024 IEEE 37th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D Printed Miniaturized Soft Microswimmer for Multimodal 3D Air-Liquid Navigation and Manipulation2023

    • 著者名/発表者名
      D. Decanini, A. Harouri, A. Mizushima, B. J. Kim, Y. Mita, G. Hwang
    • 学会等名
      2023 IEEE 36th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Novel Fabrication of Arbitrary Optical Probe Array by 4D Printing2023

    • 著者名/発表者名
      D. Decanini, A. Harouri, A. Mizushima, J. Park, B. J. Kim, Y. Mita, G. Hwang
    • 学会等名
      MNE 2023 Micro and Nano Engineering Conference
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3D Printed Miniaturized Soft Microswimmer for Multimodal 3D Air-Liquid Navigation and Manipulation2023

    • 著者名/発表者名
      D. Decanini, A. Harouri, A. Mizushima, B. J. Kim, Y. Mita, G. Hwang
    • 学会等名
      IEEE MEMS
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Manufacturing of magnetically reconfigurable 3D printed micro fractal pipette array2022

    • 著者名/発表者名
      D. Decanini, A. Harouri, B. Kim, Y. Mita, G. Hwang
    • 学会等名
      French symposium on emerging Technologies for Micro-Nanofabrication (JNTE 2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Miniaturized Soft Transformable Swimmer for Environmentally Friendly and Sustainable Fluidic Carrier2021

    • 著者名/発表者名
      G. Hwang, A. Toyokura, A. Higo, B. Kim, Y. Mita
    • 学会等名
      Design, Test, Integration & Packaging of MEMS/MOEMS (DTIP 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] Micro-nanorobotics Lab

    • URL

      https://www.micro-nanorobotics.com/

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] JFK 2023 Japan France Korea Workshop on Emerging Biomedical Science and Technology2023

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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