| 研究課題/領域番号 |
21K18700
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分20:機械力学、ロボティクスおよびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
森島 圭祐 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (60359114)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | 生命機械融合 / ウエットロボティクス / バイオアクチュエータ / マイクロロボット / 界面 / 昆虫サイボーグ / 心筋細胞 / ウェットロボティクス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、機械をシステムとして生物と一体化するための設計方針、生物と無生物界面に存在する計測と制御課題を示し、ウェットロボティクスの基本設計論を構築する。機械部品と生命体との間に「生物層－機械層（無生物層）接続用部品」を配置し、この部品の中で階層的に生物から機械（無生物）を接続していく。部品の中には、その機械接続側には無生物的な接続層、生体側には生物的な接続層を構成し、これらの接続層をさらに接続する、界面層の大きく三層構造を考える。生物と様々な材料、形の人工物を接続できれば、生物－無生物を融合したソフトロボットやウエアラブル、生体埋め込みデバイスの設計の知見を得ることができる。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、機械システムと生物を一体化するための設計方針、生物と無生物界面に存在する計測と制御課題を示し、ウエットロボティクスの基盤設計指針を構築することを目的とする。機械部品と生命体との間に「生物層－機械層（無生物層）接続用部品」を配置し、これらの接続層をさらに接続する、界面層の大きく三層構造を考えた。nmからμm、μmからcmのスケールをつなぐ、生物的なものと無生物的な人工物とが不可分に融合したシステムの試作設計を行い、細胞スケールでは、細胞内部状態計測評価、組織スケールでは、3次元iPS心筋組織の電気機械特性計測評価、個体スケールでは、線虫や昆虫を用いた計測評価をおこなった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
材料の生体適合性、熱物性と生物のやわらかさ、恒常性維持に着目し、生物と無生物界面接続のための基盤技術の開発と物質輸送、情報伝達デバイスにつながる設計指針と材料の機能発現と創発、新しい制御手法に向けた知見が得られた。生物である昆虫の体内外と様々な材料、形の人工物を接続することで、生物－無生物を融合したソフトロボットやウエアラブル、生体埋め込みデバイスの設計と生物と機械を融合したシステムの制御手法において新しい知見が得られた。
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