| 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 |
24104005
|
|---|
| 研究機関 | 東京大学 |
|---|
研究代表者 |
萩谷 昌己 東京大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (30156252)
|
|---|
| 研究分担者 |
浅沼 浩之 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20282577)
村田 智 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10334533)
濱田 省吾 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90610204)
有村 隆志 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノシステム研究部門, 上級主任研究員 (50344221)
菅原 研 東北学院大学, 教養学部, 准教授 (50313424)
宮元 展義 福岡工業大学, 工学部, 准教授 (80391267)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2012-06-28 – 2017-03-31
|
| キーワード | 分子ロボティクス / ナノマシン / ナノバイオ / ナノ材料 / ソフトコンピューティング / 知能ロボティクス |
|---|
| 研究実績の概要 |
村田・菅原は，スライムロボット内の時空間反応場において，ゾル-ゲル相転移および伸縮をモデル化するための枠組みとして，分子動力学法，散逸粒子動力学法，粒子法，有限要素法などを検討し，1次元のキャピラリー内に満たしたゾル溶液のゲル化のシミュレーションシステム構築に着手した．
浜田はプロトタイプとなるDNAハイドロゲル群の設計・作製，およびそこに簡単な回路の実装をおこなった．L-motifと呼ばれる基本構造を新たに設計し，基本構造の末端がDNA回路になるよう工夫することで，簡単な回路の計算結果に応じてゲルが応答（溶解）することを確認した．
萩谷は，DNAゲルの追試を行うとともに，スライム型分子ロボット実現に向けた短期目標（キャピラリ中を移動するゲル塊）を設定し，そのための反応拡散系に関してモデル化とシミュレーションによる検討を行った．また，タイマー機能を有する分子素子の実装を進めた．
浅沼は，sticky endにアゾベンゼンを導入した光応答性マイクロスフィアを設計した．Sticky-endのみに塩基対の数と同数のアゾベンゼンを導入したマイクロスフィアを合成したところ，アゾベンゼンがtrans体の場合はnativeのSticky endと同様に直径が20-50μm程度のマイクロスフィアが生成し，UV照射でcis体に異性化させると消滅した．
宮元は，刺激に応答した異方性伸縮や異方的な物質輸送特性を有する無機ナノシート液晶/感熱性高分子複合ゲル物質を合成し，さらに電場を利用したゲル構造の巨視的配向制御やDNA液晶お利用ついて検討した．
有村は，入力信号としてのDNAフラグメントを認識可能なインターカレーター部位を有する機能性ゲルの設計・合成に成功した．即ち，Ｇ・Ｃ部位へインターカレートするナフタレンジイミド部位を有する低分子ゲルを合成した．
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
特に，ゲルアクチュエータの開発に関しては，光応答性マイクロスフィア，無機ナノシート結晶/感熱性高分子複合ゲル物質，低分子ゲル等，着実な進展が見られる．反応拡散場の実装については，回路と組み合わせることが可能なDNAゲルの実装に成功しているが，拡散場の実現には至っていない．システム設計については，十分な調査・検討が行われた．
|
| 今後の研究の推進方策 |
既に，スライム型分子ロボット実現に向けた短期目標（キャピラリ中を移動するゲル塊）を設定し，この方向に沿って研究を進めている．さらに，各種のゲル（DNAゲル，DNAハイブリッドゲル，それらのバイゲル等）により反応拡散場の実装を進める．システム設計とゲルアクチュエータの開発については，これまでの成果を発展させる．
|
