2023 年度実施状況報告書

筋細胞と超薄板ガラス身体により駆動する遊泳マイクロロボット

研究課題

研究課題/領域番号	21K19793
研究機関	長浜バイオ大学
研究代表者	清水正宏長浜バイオ大学, バイオサイエンス学部, 教授 (50447140)
研究分担者	田中陽国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (40532271) [辞退]
研究期間 (年度)	2021-07-09 – 2025-03-31
キーワード	筋細胞 / 超薄板ガラス / 遊泳マイクロロボット
研究実績の概要	本研究では、筋細胞駆動技術と超薄板ガラス技術を融合することで、超薄板ガラスを身体として駆動する筋細胞駆動型のロボットを開発する。現在, 炉内でガラスを引くことで最薄3 μm厚の超薄板ガラスを作製することができているが、十分な条件出しができているわけではない。本研究では多様な厚み・形状でのデバイスを作製する必要があり、本計画ではこれに資するためのガラスの引張方法や加工法を新たに検討する。ガラス厚みの制御は、ガラスを引っ張る力のみならず、元のガラスの幅や長さにも左右される。むろん、炉内温度やその保持時間も重要なパラメータである。これらの条件を系統的に調べ、再現性の高い超薄板ガラスの製造方法を確立する。一方、単に薄くするだけではなく、これを望む形にカットすることが必要だが、この薄さであればCO2レーザーで比較的簡単にカットできると考えられるが、実際にカットを行い、どのような形状なら作製可能か検討を行う。これまでに、コラーゲンゲル上の心筋シートを駆動して歩行するロボットを開発しており、これに基づいて超薄板ガラス形状の要求仕様を決定する。超薄板ガラス上で心筋細胞、骨格筋細胞を培養し、軽量・柔軟な超薄板ガラスによって初めて可能となる遊泳運動の生成を試みた。今年度は、水中におけるマイクロロボットの制御方法を検討するために、ミズクラゲの遊泳の計測を行い、マイクロロボットの設計方法を検討した。
現在までの達成度 (区分)	現在までの達成度 (区分) 3: やや遅れている理由これまでの研究実績に基づき、遊泳マイクロロボットの開発を進展させている。一方で、分担者の退職による辞退があったため、研究進捗としてはやや遅れている。
今後の研究の推進方策	本研究では、筋細胞駆動技術と超薄板ガラス技術を融合することで、超薄板ガラスを身体として駆動する筋細胞駆動型のロボットを開発する。超薄板ガラス上で心筋細胞、骨格筋細胞を培養し、軽量・柔軟な超薄板ガラスによって初めて可能となる遊泳運動の生成を試みる。今後は、遊泳マイクロロボットに必要な要件を、クラゲ等の遊泳生物の計測をもとに検討を行い。期間内に目的を達成する。
次年度使用額が生じた理由	これまでの研究実績に基づき、遊泳マイクロロボットの開発を進展させている。一方で、分担者の退職による辞退があったため、研究進捗としてはやや遅れている。そのため、研究費を適正に執行する観点から、次年度に研究予算の使用額が必要となった。