光トラップポテンシャル場の動的形成による非接触マイクロ操作の研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20560252
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 田中 芳夫 独立行政法人産業技術総合研究所, 健康工学研究部門, 主任研究員 (30357454)
• 連携研究者: 平野 研 独立行政法人産業技術総合研究所, 健康工学研究部門, 主任研究員 (80392653)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• キーワード: 光ピンセット / マイクロ・ナノデバイス / 知能機械 / 画像処理

研究概要

本研究では,画像処理による特徴認識技術とレーザトラップ場の実時間制御技術の統合・融合化により,非接触で被操作対象物の姿勢や位置を高精度かっ自動的に制御するための基盤技術を開発した.開発した技術は,棒状のウイスカや楕円状の珪藻などの非球状な形状の微小物を捕捉・自動操作できる多点光クランプ法,微小球を用いて自動的に動的微粒子アレイを作るための制御アルゴリズム,大規模な微粒子アレイを操作できるハイブリッド光ピンセットなどである.

研究成果

• [雑誌論文] Dynamic formation of massive micro-bead arrays using hybrid optical tweezers (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka, S. Tsutsui, M. Ishikawa, H. Kitajima
  • 雑誌名: IFMBE Proceedings 巻: Vol.37 ページ: 1283-1286
  • DOI: DOI:10.1007/978-3-642-23508-5_332
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hybrid optical tweezers for dynamic micro-bead arrays (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka, S. Tsutsui, M. Ishikawa, H. Kitajima
  • 雑誌名: Optics Express 巻: Vol.19, No.16 ページ: 15445-15451
  • URL: http://dx.doi.org/10.1364/OE.19.015445
  • 査読あり
• [雑誌論文] 群論に基づいた動的微粒子アレイのソーティング法 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中芳夫去,川田博之,石川満,北島博之
  • 雑誌名: 計測自動制御学会論文集 巻: Vol.46-4 ページ: 253-255
  • URL: http://ci.nii.ac.jp/naid/10026208124
  • 査読あり
• [雑誌論文] Automated assembly of dynamic micro-bead arrays using a multi? arm laser manipulator with computer vision (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka, H. Kawada, S. Tsutsui, M. Ishikawa, H. Kitajima
  • 雑誌名: IFMBE Proceedings 巻: Vol.25/8 ページ: 5-7
  • DOI: DOI:10.1007/978-3-642-03887-7_2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic micro? bead arrays using optical tweezers combined with intelligent control techniques (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka, H. Kawada, S. Tsutsui, M. Ishikawa, H. Kitajima
  • 雑誌名: Optics Express 巻: Vol.17, No.26 ページ: 24102-24111
  • URL: http://dx.doi.org/10.1364/OE.17.024102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Automated manipulation of non-spherical micro-objects using optical tweezers combined with image processing techniques (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka, H. Kawada, K. Hirano, M. Ishikawa, H. Kitajima
  • 雑誌名: Optics Express 巻: Vol.16, No.19 ページ: 15115-15122
  • URL: http://dx.doi.org/10.1364/OE.16.015115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-contact micromanipulation system with computer vision (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka, H. Kawada, K. Hirano, M. Ishikawa, H. Kitajima
  • 雑誌名: IFMBE Proceedings 巻: Vol.22 ページ: 2400-2404
  • DOI: DOI:10.1007/978-3-540-89208-3_576
  • 査読あり
• [学会発表] Dynamic formation of massive micro-bead arrays using hybrid optical tweezers (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka, et al.
  • 学会等名: 5th European Conference of the International Federation for Medical and Biological Engineering
  • 発表場所: ブダペスト(ハンガリー)
  • 年月日: 2011-09-14
• [学会発表] ハイブリッド光ピンセットシステムの構築 (2010)
  • 著者名/発表者名: 筒井翔悟,田中芳夫,北島博之
  • 学会等名: 2010年度計測自動制御学会四国支部講演会
  • 発表場所: 阿南市
  • 年月日: 2010-11-20
• [学会発表] Dynamical micro-bead pattern forming using laser manipulation techniques (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka, et al.
  • 学会等名: 2010 International Symposium on Nonlinear Theory and its Applications
  • 発表場所: クラコウ(ポーランド)
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] Automated assembly of dynamic micro-bead arrays using a multi-arm laser manipulator with computer vision (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka, et al.
  • 学会等名: World Congress 2009 on Medical Physics and Biomedical Engineering
  • 発表場所: ミュンヘン(ドイツ)
  • 年月日: 2009-09-09
• [学会発表] 顕微鏡下のマイクロ作業の自動化技術の開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 田中芳夫
  • 学会等名: 第9回次世代医療システム産業化フォーラム
  • 発表場所: 大阪市
  • 年月日: 2008-12-03
• [学会発表] Non-contact micromanipulation system with computer vision (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Tanaka, et al.
  • 学会等名: 4th European Conference of the International Federation for Medical and Biological Engineering
  • 発表場所: アントワープ(ベルギー)
  • 年月日: 2008-11-24
• [学会発表] 画像処理と光ピンセットの融合による動的微粒子配列の作成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 田中芳夫, 他4名
  • 学会等名: 日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2008
  • 発表場所: 長野市
  • 年月日: 2008-06-07
• [備考]
  • URL: http://www.aist.go.jp/aist_j/aist_repository/index.html
• [産業財産権] 微粒子のアレイ化法および装置 (2011)
  • 発明者名: 田中芳夫, 他3名
  • 権利者名: 産業技術総合研究所
  • 産業財産権番号: 特許、特願2011-017722
  • 出願年月日: 2011-01-31