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ソフト&ウェットな眼球ロボットの創成

公募研究

研究領域感覚と知能を備えた分子ロボットの創成
研究課題/領域番号 25104502
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関山形大学

研究代表者

古川 英光  山形大学, 理工学研究科, 教授 (50282827)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
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)
2014年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2013年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードマクロマシン / 高分子構造・物性 / 機械材料・材料力学 / ゲル / ゲルレンズ
研究実績の概要

本研究では、進展の著しい高強度・高機能性ゲルの技術によってものづくりに変革をもたらすことを最終目的として、眼球の画期的な治療につながる世界初のソフト&ウェットな眼球ロボットを開発する。眼球は光を操る生体ゲルであり、ゲルでできたロボットであると捉えることができる。本研究は、これまでの申請者の研究成果に立脚し、 (1)高強度ゲルの技術を活かして水晶体の治療に適用可能な焦点調節可能な眼内レンズを開発し、(2)次に材料化学的なアプローチで眼内レンズ用ゲル材料の屈折率や作動温度を最適化し、(3)ゲルの構造解析と物性評価の技術や機械工学的なアプローチを駆使して新しい眼内レンズを組み込んだ、実物大のソフト&ウェットな模型眼システムを開発することを最終目標とした。
平成27年度は下記を実施した。
5) 屈折率可変ゲルの開発:屈折率の異なるゲルの開発に成功した。 6) 温度制御ゲルの開発:温度によって力学物性が変化するゲルの開発を行い、転移温度を0〜60℃の範囲で変化させられることが示された。 7) レンズの温度制御:温度制御可能なゲルでレンズを作製し、レンズに送液する液体の温度を可変させることで、形状を保持したり、元の形に戻ったりするレンズ系を開発した。 8) ゲルレンズ評価用模型眼の開発:7)で示した温度で変化するゲルが模型眼の中で戻る様子を確認した。 9) ゲルレンズを組み込んだ模型眼の外部制御:変形するレンズを作成し、外部制御によりレンズの焦点距離を変えられることを示すことに成功した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (22件) (うち招待講演 1件) 備考 (6件)

  • [雑誌論文] The effect of cross linker concentration in the Physical properties of Shape Memory Gel2015

    • 著者名/発表者名
      M. Hasnat Kabir, Kumkum Ahmed, Jin Gong, Hidemitsu Furukawa
    • 雑誌名

      SPIE 2015

      巻: 9432 ページ: 94320Q-94320Q

    • DOI

      10.1117/12.2084181

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [雑誌論文] The Applications of Shape Memory Gel as a Smart Material2014

    • 著者名/発表者名
      M. Hasnat Kabir, Jin Gong, Yosuke Watanabe, Masato Makino, Hidemitsu Furukawa
    • 雑誌名

      Proceedings of the 12th Asia Pacific Physics Conference of JPS Conf. Proc.

      巻: なし ページ: 0120481-0120484

    • DOI

      10.7566/jpscp.1.012048

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of shape-memory gels using scanning microscopic light scattering2013

    • 著者名/発表者名
      M. Hasnat Kabir, Yosuke Watanabe, Jin Gong, Hidemitsu Furukawa
    • 雑誌名

      SPIE Proceedings

      巻: Vol. 8691 ページ: 86911D-86911D

    • DOI

      10.1117/12.2009098

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hard-to-soft transition of transparent shape memory gels and the first observation of their critical temperature studied with scanning microscopic light scattering2013

    • 著者名/発表者名
      M. Hasnat Kabir, Jin Gong, Yosuke Watanabe, Masato Makino, Hidemitsu Furukawa
    • 雑誌名

      Materials Letters

      巻: 108 ページ: 239-242

    • DOI

      10.1016/j.matlet.2013.07.002

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] The effect of cross linker concentration in the Physical properties of Shape Memory Gel2015

    • 著者名/発表者名
      M. Hasnat Kabir, Kumkum Ahmed, Jin Gong, Hidemitsu Furukawa
    • 学会等名
      SPIE 2015
    • 発表場所
      San Diego, United States
    • 年月日
      2015-03-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 硝子体ゲル非破壊診断システムの開発2015

    • 著者名/発表者名
      柴田琢磨, 宮瑾, 渡邉洋輔, 齊藤梓, M. Hasnat Kabir, 牧野真人, 川上勝, 古川英光, 西塚弘一
    • 学会等名
      第26回高分子ゲル研究討論会
    • 発表場所
      東京大学山上会館大会議室
    • 年月日
      2015-01-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ゲルの屈折率制御2015

    • 著者名/発表者名
      熊谷 大慧, 新井 正徳, 宮 瑾, 古川 英光
    • 学会等名
      第26回高分子ゲル研究討論会
    • 発表場所
      東京大学山上会館大会議室
    • 年月日
      2015-01-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Non-Destructive Examination System for Vitreous Body Developed with Scanning Microscopic Light Scattering2014

    • 著者名/発表者名
      Takuma Shibata, Jin Gong, Yusuke Watanabe, Azusa Saito, M. Hasnat Kabir, Masato Makino, Masaru Kawakami, Hidemitsu Furukawa, Koichi Nishitsuka
    • 学会等名
      SmaSys 2014
    • 発表場所
      Denkokuno mori,Yonezawa,Japan
    • 年月日
      2014-10-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Smart gel materials for optical devices2014

    • 著者名/発表者名
      Jin Gong, Yosuke Watanabe, Hiroaki Kumagai, Masanori Arai, Hidemitsu Furukawa
    • 学会等名
      International Symposium on Fiber Science and Technology (ISF2014)
    • 発表場所
      big sight tokyo fashion town hall,tokyou,Japan
    • 年月日
      2014-09-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Study yhe Internal Homegenety of EPDM Rubber by Dynamic Light Scattering2014

    • 著者名/発表者名
      M. Hasnat Kabir, Yusuke Watanabe, Hidemitsu Furukawa
    • 学会等名
      63rd Symposium on Macromolecules
    • 発表場所
      Nagasaki University
    • 年月日
      2014-09-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Thermal- Mechanical ICN-SMG Gels for Smart Devices2014

    • 著者名/発表者名
      Jin Gong, M. Hasnat Kabir, Hidemitsu Furukawa
    • 学会等名
      ASME 2014 Conference on Smart Materials
    • 発表場所
      Newport, Rhode Island
    • 年月日
      2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 外部刺激応答性ハイドロゲル2014

    • 著者名/発表者名
      M. Hasnat Kabir, Yusuke Watanabe, Makino masato, GongJin, Hidemitsu Furukawa
    • 学会等名
      日本機械学会2014年次大会
    • 発表場所
      東京電機大学 東京千住キャンパス
    • 年月日
      2014-09-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] MECHANICAL PROPERTIES OF POLYMERIC SHAPE MEMORY HYDROGEL2014

    • 著者名/発表者名
      Md. Hasnat Kabir, Masato Makino, Jin Gong, Hidemitsu Furukawa
    • 学会等名
      the 5th JSME/ASME International Conference on Materials and Processing (ICM&P) 2014
    • 発表場所
      Cobo Center, Detroit, Michigan USA
    • 年月日
      2014-06-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Gel Robotics: 3-D Printable Smart Systems Benefit From Hard-to-Soft Transition of Transparent Tough Shape Memory Gels

    • 著者名/発表者名
      H Furukawa, S Harada, Y Amano, J Gong, M Makino, M H Kabir
    • 学会等名
      THERMEC’2013
    • 発表場所
      Rio All-Suite Hotel & Casino, Las Vegas, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The applications of shape memory gel as a smart material

    • 著者名/発表者名
      M. H. Kabir, J. Gong, Y. Watanabe, M. Makino, H. Furukawa
    • 学会等名
      The 12th Asia Pacific Physics Conference of AAPPS  ASEPS3 The third Asia-Europe Physics Summit (APPC12)
    • 発表場所
      International Conference Halls, Makuhari Messe Chiba, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Biomedical application of smart transparent shape memory gel

    • 著者名/発表者名
      M. Hasnat Kabir, Jin Gong, Masato Makino, Hidemitsu Furukawa
    • 学会等名
      The 4th Asian Symposium on Advanced Materials – Chemistry, Physics & Biomedicine of Functional and Novel Materials(ASAM-4)
    • 発表場所
      National Taiwan University of Science and Technology, Taipei, Taiwan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Structural analysis of Shape memory gels

    • 著者名/発表者名
      M. Hasnat Kabir, Yosuke Watanabe, Jin Gong, Masato Makino, Hidemitsu Furukawa
    • 学会等名
      THERMEC'2013
    • 発表場所
      Rio All-Suite Hotel & Casino, Las Vegas, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Non-destructive examination system of vitreous body

    • 著者名/発表者名
      Takuma Shibata, Jin Gong, Yosuke Watanabe, Md. Hasnat Kabir, Masato Makino, Hidemitsu Furukawa
    • 学会等名
      2014SPIE Smart Structures/NDE
    • 発表場所
      Town & Country Resort and Convention Center, San Diego, United States
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ソフト&ウェットな眼内レンズ・模型眼の開発

    • 著者名/発表者名
      古川英光, 村田奨太, 宮瑾, 渡邉 洋輔, Kabir M. Hasnat, 牧野真人, 村瀬響子, 砂田力
    • 学会等名
      第49回日本眼光学学会総会
    • 発表場所
      ウェスティン都ホテル京都(京都府)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Transparent Shape Memory Gels: novel smart materials for medical applications

    • 著者名/発表者名
      Kabir M. Hasnat, 渡邉 洋輔, 横尾友博, 宮瑾, 牧野真人, 村瀬響子, 砂田力, 古川英光
    • 学会等名
      第49回日本眼光学学会総会
    • 発表場所
      ウェスティン都ホテル京都(京都府)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 走査型顕微光散乱(SMILS)による硝子体検体分析

    • 著者名/発表者名
      渡邉 洋輔, 宮瑾, Kabir M. Hasnat, 牧野真人, 柴田琢磨, 村田奨太, 古川英光
    • 学会等名
      第49回日本眼光学学会総会
    • 発表場所
      ウェスティン都ホテル京都(京都府)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 硝子体非破壊診断システムの開発

    • 著者名/発表者名
      柴田琢磨, 宮瑾, 渡邉洋輔, M. Hasnat Kabir, 牧野真人, 古川英光
    • 学会等名
      日本機械学会 2013 年度年次大会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス(岡山県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ソフト&ウェットなスマート眼球ロボットの開発

    • 著者名/発表者名
      古川英光, 横尾友博, 村田奨太, 宮瑾, 渡邉 洋輔, カビル ムハマドハスナット, 牧野真人, 村瀬響子, 砂田力
    • 学会等名
      第62回高分子討論会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス(石川県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ゲル眼内レンズの開発

    • 著者名/発表者名
      狭間貴博,村田奨太,渡邉洋輔,Md.Hasnat Kabir,牧野真人,宮瑾, 村瀬響子,砂田力,古川英光
    • 学会等名
      第61回レオロジー討論会
    • 発表場所
      山形大学工学部(山形県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 眼球ロボット

    • 著者名/発表者名
      狭間貴博,渡邉洋輔,Md.Hasnat Kabir,牧野真人,宮瑾, 古川英光
    • 学会等名
      第21回機械材料・材料加工技術講演会(M&P2013)
    • 発表場所
      首都大学東京南大沢キャンパス(東京都)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Soft gel engineering material: Synthesize and Characterization

    • 著者名/発表者名
      M. Hasnat Kabir, Yosuke Watanabe, Jin Gong, Masato Makino, Hidemitsu Furukawa
    • 学会等名
      第25回 高分子ゲル研究討論会
    • 発表場所
      東京大学山上会館(東京都)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 山形大学研究者情報

    • URL

      http://yudb.kj.yamagata-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 古川研究室ホームページ

    • URL

      http://furukawa.yz.yamagata-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] ソフト&ウェットマター工学研究室facebook

    • URL

      http://www.facebook.com/swelbook

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 山形大学研究者情報

    • URL

      http://yudb.kj.yamagata-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 古川研究室ホームページ

    • URL

      http://furukawa.yz.yamagata-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] ソフト&ウェットマター工学研究室facebook

    • URL

      http://www.facebook.com/swelbook

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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