自己の運動により成長する筋細胞バイオロボットの実現

• 研究課題/領域番号: 24680023
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 知覚情報処理・知能ロボティクス
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 清水 正宏 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (50447140)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 20,800千円 (直接経費: 16,000千円、間接経費: 4,800千円); 2014年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2013年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2012年度: 13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
• キーワード: バイオロボット / 筋細胞 / 知能ロボット / バイオロボティクス / アフリカツメガエル / 腓腹筋 / C2C12 / G-CaMP

研究成果の概要

生体筋・機械融合技術を高度化し，バイオロボットを実現した．第一に，アフリカツメガエルの後脛骨筋-坐骨神経標本を電気刺激によって制御しロボットに実装することで，アフリカツメガエルの生体力学を模倣する水中遊泳ロボットを開発した．第二に，ラットの初代培養心筋細胞をコラーゲン薄膜上で培養し駆動するマイクロロボットを開発した．

研究成果

• [学会発表] DPIV Approach for Swimming Frog Robot Driven by Living Muscle (2014)
  • 著者名/発表者名: R Sakai, M.Shimizu, H Aonuma, K. Hosoda
  • 学会等名: The 6th International Symposium on Aero-aqua Bio-Mechanisms (ISABMEC2014)
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, USA
  • 年月日: 2014-11-13 – 2014-11-16
• [学会発表] 細胞触覚センサのための小型蛍光観察システムの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 民山浩輔，清水正宏，宮坂恒太，小椋利彦，中井淳一，大倉正道，細田耕
  • 学会等名: 第32回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 福岡県福岡市
  • 年月日: 2014-09-04 – 2014-09-06
• [学会発表] Swimming locomotion of Xenopus laevis robot (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Sakai, M. Shimizu, H. Aonuma, K. Hosoda
  • 学会等名: The 3rd International Conference on Biomimetic and Biohybrid Systems (Living Machines 2014)
  • 発表場所: Milan, Italy
  • 年月日: 2014-07-30 – 2014-08-01
• [学会発表] Self-organization of a joint of cardiomyocyte-driven robot (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Inoue, M. Shimizu, K. Hosoda
  • 学会等名: The 3rd International Conference on Biomimetic and Biohybrid Systems (Living Machines 2014)
  • 発表場所: Milan, Italy
  • 年月日: 2014-07-30 – 2014-08-01
• [学会発表] 自身の運動により自己組織化するマイクロロボット (2014)
  • 著者名/発表者名: 井上尚紀，清水正宏，細田耕
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会講演会2014
  • 発表場所: 富山県富山市
  • 年月日: 2014-05-25 – 2014-05-29
• [学会発表] Muscle Tissue Actuator Driven with Light-gated Ion Channels Channe1rhodops in (2013)
  • 著者名/発表者名: Masahi ro Shimizu, Kotamiyasaka, Koichiro Miyamoto, Toshi fumi Asano, Tatsuo Yoshinobu, Hi romu Yawo, Toshihiko Ogura, Akio Ishiguro, and Koh Hosoda
  • 学会等名: CIRP-BioM2013
  • 発表場所: 東京大学(東京都)
  • 年月日: 2013-03-05
• [学会発表] アフリカツメガェル腓腹筋を駆動源とする1自由度拮抗筋アーム (2013)
  • 著者名/発表者名: 清水正宏, 青沼仁志, 細田耕
  • 学会等名: 第25回自律分散システムシンポジウム
  • 発表場所: 東北大学(宮城県)
  • 年月日: 2013-01-25
• [学会発表] One-Degree-of-Freedom Arm Control with Dissected Gastrocnemius Muscles of Xenopus Laevis (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Shimizu, H. Aonuma, K. Hosoda
  • 学会等名: the 2013 International Workshop on Soft Robotics and Morphological Computation
  • 発表場所: Monte Verita, Ascona, Switzerland
• [学会発表] Toward Living Tactile Sensors (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Minzan, M. Shimizu, K. Miyasaka, T. Ogura, J. Nakai, M. Ohkura, and K. Hosoda
  • 学会等名: The 2nd International Conference on Biomimetic and Biohybrid Systems (Living Machines 2013)
  • 発表場所: Natural History Museum, London, UK
• [学会発表] 細胞の機械刺激応答を利用した生体機械融合システムの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 清水正宏，民山浩輔，宮坂恒太，宮坂恒太，中井淳一，大倉正道，細田耕
  • 学会等名: 第56回自動制御連合講演会
  • 発表場所: 新潟大学
• [学会発表] ヒト足部の有限要素モデルによる歩行時の垂直床反力の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小林太樹，清水正宏，荻原直道，名倉武雄，中村俊康，陣崎雅弘，細田耕
  • 学会等名: 第31回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 首都大学東京
• [学会発表] 機械刺激により自己組織化する細胞触覚センサ (2013)
  • 著者名/発表者名: 民山浩輔，清水正宏，宮坂恒太，小椋利彦，中井 淳一，大倉正道，細田耕
  • 学会等名: ロボティクス・メカトロニクス講演会講演会2013
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] ロボティクスへの応用を目指した細胞の計測と制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 清水正宏
  • 学会等名: 平成24年度第3回東北大学電気通信研究所ブレインウェア工学研究会
  • 発表場所: 東北大学(宮城県)(招待講演)
  • 年月日: 2012-12-12
• [学会発表] Biorobotic Actuator vi th a Muscle Tissue Driven by a Photos t imu1 at i on (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Shimizu, S. Yawata, K. Miyasaka, K. Miyamoto, T. Asano, T. Yoshinobu, H. Yawo, T. Ogura, and A. Ishiguro
  • 学会等名: Living Machine 2012
  • 発表場所: バルセロナ(スペイン)
  • 年月日: 2012-12-11
• [学会発表] 生体由来デバイスによるバイオロボットをつくる・動かす (2012)
  • 著者名/発表者名: 清水正宏
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門バイオロボティクス研究会第6回特別講演会
  • 発表場所: 信州大学(長野県)(招待講演)
  • 年月日: 2012-11-09
• [学会発表] Muscle Cell Actuator toward Biorobot icSystems Control led by a Photostimulat ion (2012)
  • 著者名/発表者名: Nasahiro Shimizu, ShintaroYawata, Kota Miyasaka, Koichiro Miyamoto, Toshifumi Asano, Tatsuo Yoshinobu, Hi romu Yawo, Toshihiko Ogura, and Akio Ishiguro
  • 学会等名: CM0S-ET2Q12
  • 発表場所: バンクーバー(カナダ)
  • 年月日: 2012-07-18
• [学会発表] マイクロポンプへの応用へ向けた筋細胞アクチュエータの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 清水正宏, 織田祐輔, 織田耕
  • 学会等名: Robomec2012
  • 発表場所: アクトシティ浜松(静岡県)
  • 年月日: 2012-05-28
• [学会発表] 着地時の伸張反射に基づく二足跳躍ロボットのロール方向制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木恵子, 清水正宏, 成岡健一, 細田耕
  • 学会等名: Robomec2012
  • 発表場所: アクトシティ浜松(静岡県)
  • 年月日: 2012-05-28
• [学会発表] 細胞の機械刺激応答と光駆動による細胞機械融合ロボティクス
  • 著者名/発表者名: 清水正宏
  • 学会等名: 第５回Beyond Robotics
  • 発表場所: 大阪大学
  • 招待講演