マイクロロボットの高速駆動によって実現される非接触マニピュレーション技術の創出

• 研究課題/領域番号: 26709014
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 川原 知洋 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 准教授 (20575162)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 24,960千円 (直接経費: 19,200千円、間接経費: 5,760千円); 2016年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2015年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2014年度: 19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)
• キーワード: マイクロロボット / 流体制御 / マイクロ流体チップ

研究成果の概要

本研究では，マイクロ流体チップ内のマイクロロボットを高速駆動して流体場を生成することで，単一の細胞や微生物等を非接触操作するマニピュレーション技術について研究を行なった．まず，新たに構築した実験プラットホームを用いて密閉された流体場の中でロボットが動作する際の流体との相互作用について調査し，外乱によって流体場の再現性が低下する問題点について明らかにした．その知見を踏まえた上で，単一微粒子を位置決めする制御方法を新たに提案し，実際の単一微粒子の高精度位置決めを達成した．最終的に，実際の微生物に応用して刺激応答特性を調査するとともに，開発した技術の有用性と問題点について考察した．

研究成果

• [学会発表] Motile Cell Tracking and Stimulation using High Speed Microrobotic Platform (2016)
  • 著者名/発表者名: B. Ahmad and T. Kawahara
  • 学会等名: 3rd Int. Conf. on Computational Methods in Engineering and Health Sciences (ICCMEH)
  • 発表場所: Kyushu Institute of Technology, Tobata Campus (Kitakyushu)
  • 年月日: 2016-12-17
  • 国際学会
• [学会発表] Real-time Observation and Stimulation of a Single Motile Cell using High-speed Microrobotic Platform (2016)
  • 著者名/発表者名: B. Ahmad, T. Kawahara, T. Yasuda, and F. Arai
  • 学会等名: IEEE Int. Symp. on Micro-Nano Mechatronics and Human Science (MHS)
  • 発表場所: Noyori Conference Hall (Nagoya)
  • 年月日: 2016-11-28
  • 国際学会
• [学会発表] 遊泳微生物の高速・高倍率トラッキング (2016)
  • 著者名/発表者名: 川原知洋，アヒマドベラル，安田隆，新井史人
  • 学会等名: 日本機械学会2016年度年次大会
  • 発表場所: 九州大学伊都キャンパス
  • 年月日: 2016-09-11
• [学会発表] Single Motile Cell Analysis using High Speed Microrobotic Platform (2015)
  • 著者名/発表者名: B. Ahmad, T. Kawahara, T. Yasuda, and F. Arai
  • 学会等名: 第32回化学とマイクロ・ナノシステム研究会
  • 発表場所: Kitakyushu
  • 年月日: 2015-11-26
• [学会発表] High-Speed Microrobotic Platform for Mechanical Manipulation of Single Microorganism (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Kawahara, B. Ahmad, and F. Arai
  • 学会等名: 17th International Symposium on Robotics Research
  • 発表場所: Kitakyushu
  • 年月日: 2015-09-12
  • 国際学会
• [学会発表] Microrobotic Platform for Biomedical Applications (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Kawahara
  • 学会等名: 1st International Symposium for Women Researchers on Advanced Science and Technology
  • 発表場所: Genova
  • 年月日: 2015-07-10
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] On-line Tracking and Stimulation of Swimming-Microorganism by On-Chip Microrobot (2014)
  • 著者名/発表者名: B. Ahmad, T. Kawahara, T. Yasuda, and F. Arai
  • 学会等名: IEEE International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 2014-11-09 – 2014-11-12
• [学会発表] Microrobotic Platform for Mechanical Stimulation of Swimming-Microorganism on a Chip (2014)
  • 著者名/発表者名: B. Ahmad, T. Kawahara, T. Yasuda, and F. Arai
  • 学会等名: IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
  • 発表場所: Chicago
  • 年月日: 2014-09-14 – 2014-09-18
• [学会発表] Mechanical Stimulation of Swimming Microorganism by On-Chip Microrobot (2014)
  • 著者名/発表者名: B. Ahmad, T. Kawahara, T. Yasuda, and F. Arai
  • 学会等名: 第32回日本ロボット学会学術講演会
  • 発表場所: 九州産業大学
  • 年月日: 2014-09-04 – 2014-09-06
• [図書] 細胞の特性計測・操作と応用（2.2節 磁気駆動マイクロロボットによる操作） (2016)
  • 著者名/発表者名: 川原知洋，新井史人
  • 総ページ数: 250
  • 出版者: コロナ社
• [図書] Micro- and Nanomanipulation Tools (Chapter 6: On-Chip Microrobot Driven by Permanent Magnets for Biomedical Applications) (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Hagiwara, T. Kawahara, and F. Arai
  • 総ページ数: 608
  • 出版者: Wiley
• [備考] 川原研究室webページ
  • URL: http://www.lsse.kyutech.ac.jp/~kawahara/
• [備考] 九州工業大学若手研究者フロンティア研究アカデミー
  • URL: http://www.kyutech.ac.jp/ttacademy/