導電性プラスチックと視覚機能タンパク質を用いたフレキシブル動画センサーの開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23560004
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用物性・結晶工学
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 岡田 佳子 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (50231212)
• 連携研究者: 渡辺 昌良 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (00175697) ; 張 贇 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (00508830) ; 田中 一男 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (00227125)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: bacteriorhodopsin / photosensor / robot vision / conducting polymer

研究概要

本研究は，水溶性ポリマーを用いた導電性プラスチックと，視覚機能タンパク質バクテリオロドプシン(bR)を組み合わせた柔らかい微分応答光センサーを開発し，ロボットビジョンやマシン操作に適用することを目標とした．最初にITOガラスセルの積層による出力増強を図った．さらに受光部の形状やbR成膜配置に異方性をもつ1画素センサーを作製して照射光の走査方向と速度を検出したところ，速く動く物に対して強く応答することがわかった．最後にITOガラスを導電性ポリマーPETに変更したが，導電率と入射光透過率が低く，ITOガラスで得られた出力値には届かなかったが，大面積で曲率をもつセンサー実現の可能性を確認した．

研究成果

• [雑誌論文] Bacterio- rhodopsin-based bipolar photosensor for biomimetic sensing (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kasai, Y. Haruyama, T. Yamada, M. Akiba, Y. Tominari, T. Kaji, T. Terui, F. Peper, S. Tanaka, Y. Katagiri, H. Kikuchi, Y. Okada-Shudo, A. Otomo
  • 雑誌名: SPIE Optics + Photonics 巻: 2013 ページ: 88170N-1-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Robot vision using biological pigments (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Okada-Shudo, D. Kawamoto, K. Kasai, Y. Zhang, M. Watanabe, and K. Tanaka
  • 雑誌名: SPIE Newsroom 巻: online
  • DOI: 10.1117/2.1201212.004599
  • URL: http://spie.org/x91408.xml
  • 査読あり
• [学会発表] Bioelectronic photo- sensor for speed and direction sensing (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Okada-Shudo
  • 学会等名: Proc. of 12th International Conference on Frontiers of Polymers and Advanced Materials (12th ICFPAM)
  • 発表場所: Auckland, New Zealand
  • 年月日: 20131200
  • 招待講演
• [学会発表] Speed and Direction Sensing with Patterned Bio-Electronic Photosensors (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Okada-Shudo
  • 学会等名: Proc. of International Workshop on Nano and Bio-Photonics (IWNBP), Organized jointly with French-Korean Meeting on Functional Material for Organic Optics, Electronics, and Devices (FUNMOOD)
  • 発表場所: Biarritz, France
  • 年月日: 20131100
  • 招待講演
• [学会発表] Protein-Based Photosensor for Biomimetic Sensing (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Miyashita, T. Mukai, and Y. Okada-Shudo
  • 学会等名: Proc. of International Workshop on Nano and Bio-Photonics (IWNBP), Organized jointly with French-Korean Meeting on Functional Material for Organic Optics, Electronics, and Devices (FUNMOOD)
  • 発表場所: Biarritz, France
  • 年月日: 20131100
• [学会発表] Speed and direction sensing with a patterned bacterio- rhodopsin film (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Okada-Shudo
  • 学会等名: Proc. of SPIE Security + Defence, Optical Materials in Defence Systems Technology
  • 発表場所: Dresden, Germany
  • 年月日: 20130900
  • 招待講演
• [学会発表] Bacterio- rhodopsin-based bipolar photosensor for biomimetic sensing (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Kasai, Y. Haruyama, T. Yamada, M. Akiba, Y. Tominari, T. Kaji, T. Terui, F. Peper, S. Tanaka, Y. Katagiri, H. Kikuchi, Y. Okada-Shudo, A.Otomo
  • 学会等名: SPIE Optics + Photonics 2013
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 20130800
  • 招待講演
• [学会発表] バクテリオロドプシン光センサーによる動作検出 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川本大樹,塩谷秋人,春山喜洋,笠井克幸,張贇,渡辺昌良,岡田佳子
  • 学会等名: 第60回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東京(29p-A1-9)
  • 年月日: 20130300
• [学会発表] バクテリオロドプシン薄膜を用いた光検出器の積層化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浅野元博,春山喜洋,田中秀吉,笠井克幸,張贇,渡辺昌良,岡田佳子
  • 学会等名: 日本光学会年次学術講演会OPJ2011
  • 発表場所: 千葉(24pD2)
  • 年月日: 20121100
• [学会発表] バクテリオロドプシンを用いた光センサーによる空間変位検出 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川本大樹,春山喜洋,田中秀吉,笠井克幸,張贇,渡辺昌良,岡田佳子
  • 学会等名: 日本光学会年次学術講演会OPJ2011
  • 発表場所: 千葉(24pD3)
  • 年月日: 20121100
• [学会発表] Protein-Based Photosensor for Robot Vision (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Okada-Shudo, K. Kasai, Y. Zhang, and M. Watanabe
  • 学会等名: 8th IUPAC International Conference on Novel Materials and their Synthesis (NMS-VIII)
  • 発表場所: Xi'An, China
  • 年月日: 20121000
  • 招待講演
• [学会発表] Direction sensing with a patterned bacteriorhodopsin film (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Okada-Shudo
  • 学会等名: SPIE Security + Defence, Optical Materials and Biomaterials in Security and Defence Systems Technology
  • 発表場所: Edinburgh, UK
  • 年月日: 20120900
  • 招待講演
• [学会発表] Nonlinear spectro- scopic study of single cell of Halobacterium salinarum (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Okada-Shudo
  • 学会等名: The third Workshop on Advanced Nano and Biomaterials and their applications
  • 発表場所: Timisoara, Romania
  • 年月日: 20120900
  • 招待講演
• [学会発表] UV光による機能不活化を用いたバクテリオロドプシン薄膜のパターニング (2012)
  • 著者名/発表者名: 春山喜洋,笠井克幸,山田俊樹,菊池宏,照井通文,梶貴博,田中秀吉,岡田佳子,大友明
  • 学会等名: 秋季第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛(12p-H4-3)
  • 年月日: 20120900
• [学会発表] Multilayered photo- sensor with bacteriorhodopsin film (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Okada-Shudo
  • 学会等名: SPIE Optics + Photonics, Nanobiosystems : Processing, Characterization, and Applications V
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 20120800
  • 招待講演
• [学会発表] バクテリオロドプシン薄膜を用いた光センサーの積層化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浅野元博,笠井克幸,春山喜洋,田中秀吉,張贇,渡辺昌良,岡田佳子
  • 学会等名: 春季第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京(16a-F1-5)
  • 年月日: 20120300
• [学会発表] バクテリオロドプシン薄膜を用いた双極型光検出器の光電流応答特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 笠井克幸,春山喜洋,菊池宏,梶貴博,照井通文,山田俊樹,田中秀吉,岡田佳子,大友明
  • 学会等名: 春季第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 東京(17p-GP15-3)
  • 年月日: 20120300
• [学会発表] Biomimetic Optical Sensing Using Bacteriorhodopsin Thin Films -From Insect Mimetics towards Robot Vision- (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Kasai, Y. Haruyama, T. Yamada, M. Akiba, Y. Tominari, T. Kaji, T. Terui, F. Peper, S. Tanaka, Y. Katagiri, A. Otomo, H. Kikuchi, Y. Okada-Shudo
  • 学会等名: 10th International Conference on Nano-Molecular Electronics (ICNME)
  • 発表場所: Awaji, Japan, IW03
  • 年月日: 20120000
  • 招待講演
• [学会発表] 積層型バイオ光センサーの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 浅野元博,笠井克幸,春山喜洋,田中秀吉,張贇,渡辺昌良,岡田佳子
  • 学会等名: 日本光学会年次学術講演会OPJ2011
  • 発表場所: 大阪(29aE8)
  • 年月日: 20111100
• [学会発表] Nonlinear optical imaging of single cells of a pigmented bacterium (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Okada-Shudo and S. Kawata
  • 学会等名: Proc. of International Workshop on Nano and Bio-Photonics (IWNBP)
  • 発表場所: St Germain au Mont d'Or, France
  • 年月日: 20111000
  • 招待講演
• [学会発表] ディップコート法によるバクテリオロドプシン薄膜の作製と光電流応答特性(2) (2011)
  • 著者名/発表者名: 笠井克幸,春山喜洋,菊池宏,照井通文,山田俊樹,田中秀吉,岡田佳子,大友明
  • 学会等名: 秋季第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形(2p-V-3)
  • 年月日: 20110900
• [学会発表] Bioelectronic photosensor for robot vision (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Okada-Shudo, K. Kasai, K. Tanaka, Y. Zhang, and M. Watanabe
  • 学会等名: 11th International Conference on Frontiers of Polymers and Advanced Materials
  • 発表場所: Pretoria, South Africa
  • 年月日: 20110500
  • 招待講演
• [備考]
  • URL: http://www.es.uec.ac.jp/okada-lab