| 研究課題/領域番号 |
15H02763
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
清水 正宏 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (50447140)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 心筋細胞 / 非線形振動子ネットワーク / 相互引き込み現象 / ロコモーション |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は，機械刺激のフィードバックを利用した生体・機械融合ロボットの自律分散制御である．このロボットは，コラーゲンゲル薄膜上に培養される筋細胞群の協調的な収縮によって移動運動を行う．筋細胞はロボットのアクチュエータであると同時に，機械刺激センサの役割を果たす．ロボットは，自己の動きによって能動的に筋細胞への機械刺激をつくり出し，筋細胞の空間配置や収縮能を自己改良する．これは，細胞の機械刺激応答による自己組織化能力を直接ロボットに埋め込む新奇な技術である．身体の動きを機能的に連動させるために，筋細胞群の収縮を非線形振動の協同現象としてモデル化し自律分散的に制御する．本研究は，バイオロボットの制御技術を創出するのみならず，次世代再生医療に必要な生体素材の知能化にも貢献する．
平成28年度においては，前年度に行った配向性コラーゲンシート上での心筋細胞培養と，PDMSとの組み合わせを活用した心筋細胞群の相互作用を活用したロコモーション生成に基づく協調のモデル化を試みた．しかしながら，一次元経路長と心筋細胞協調の関係の検証の過程で，当初の予想に反して，１次元経路が分岐した場合などに心筋細胞群の協調関係が変容する可能性を発見した．本研究遂行上，この作用の本質を見極めることが必要であるので，研究方式を見直し，一次元構造を組み合わせた複雑身体の検証により，心筋群の協調関係を解析する必要が生じた．このため，繰越措置を申請し研究を遂行した．その結果，心筋細胞培養時の足場となるコラーゲンシートの長さが心筋細胞群の協調に関わる位相差を作り出す可能性を発見した．
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| 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
平成28年度においては，前年度に行った配向性コラーゲンシート上での心筋細胞培養と，PDMSとの組み合わせを活用した心筋細胞群の相互作用を活用したロコモーション生成に基づく協調のモデル化を試みた．しかしながら，一次元経路長と心筋細胞協調の関係の検証の過程で，当初の予想に反して，１次元経路が分岐した場合などに心筋細胞群の協調関係が変容する可能性を発見した．本研究遂行上，この作用の本質を見極めることが必要であるので，研究方式を見直し，一次元構造を組み合わせた複雑身体の検証により，心筋群の協調関係を解析する必要が生じた．このため，繰越措置を申請し研究を遂行した．その結果，研究の進捗を取り戻すのみならず，新たな研究課題も見つかり，研究の新展開を望むことができた．
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| 今後の研究の推進方策 |
当初予定していた平成28年度の予定，また，変更後に行った実験における，コラーゲンシートの長さを変えた場合に，心筋細胞群の拍動リズムに遅れが生じる結果に基づき，心筋細胞群の位相差に基づくロコモーション生成に取り組む．
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