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2016 年度 実績報告書

マイクロロボットの高速駆動によって実現される非接触マニピュレーション技術の創出

研究課題

研究課題/領域番号 26709014
研究機関九州工業大学

研究代表者

川原 知洋  九州工業大学, 生命体工学研究科, 准教授 (20575162)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードマイクロロボット / 流体制御 / マイクロ流体チップ
研究実績の概要

本研究では,マイクロ流体チップ内のマイクロロボットを高速駆動して所望の流体場を生成することで,細胞や微生物等の対象物を非接触操作する全く新しいマニピュレーション技術を創出することを目的としている.本年度は以下の研究を行った.

非接触位置決め精度の向上:これまで最大で数10μmの位置決め精度が達成できていたが,さらに精度を向上させるためのマニピュレータの駆動方法について再検討を行なった.結果として,中空で棒状の直径50μmツールを用いる方法を採用し,そのたわみを補償するために外部から永久磁石によりチップ中のツールに磁場を加えて,位置決め精度を向上させる方法を新たに提案した.また,ツールをマイクロ流体場で駆動させた際の位置決め性能について評価を行った.結果として,流体抵抗が大きい場合でも永久磁石のサイズと配置位置を調整することで,ツールの位置決め性能を向上させることができることを確認した.

単一微生物操作への応用:実際の微生物(ゾウリムシ)に対して操作を行うことで,構築した基盤技術の応用可能性を検証した.マイクロ流体チップ中を1 mm/s程度の速度で遊泳するゾウリムシを高速ビジョンでトラッキングするシステムを構築し,追跡を行ないながらマイクロツールを用いて刺激を加える実験を行なった.また,その際のゾウリムシの挙動を調査した.結果として,流体場の乱れなどの影響により高精度な操作の実現には至らなかったものの,ゾウリムシの局所力学刺激に伴う回避動作などの特徴的な動作をはじめて観察することができた.

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 その他

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [学会発表] Motile Cell Tracking and Stimulation using High Speed Microrobotic Platform2016

    • 著者名/発表者名
      B. Ahmad and T. Kawahara
    • 学会等名
      3rd Int. Conf. on Computational Methods in Engineering and Health Sciences (ICCMEH)
    • 発表場所
      Kyushu Institute of Technology, Tobata Campus (Kitakyushu)
    • 年月日
      2016-12-17 – 2016-12-18
    • 国際学会
  • [学会発表] Real-time Observation and Stimulation of a Single Motile Cell using High-speed Microrobotic Platform2016

    • 著者名/発表者名
      B. Ahmad, T. Kawahara, T. Yasuda, and F. Arai
    • 学会等名
      IEEE Int. Symp. on Micro-Nano Mechatronics and Human Science (MHS)
    • 発表場所
      Noyori Conference Hall (Nagoya)
    • 年月日
      2016-11-28 – 2016-11-30
    • 国際学会
  • [学会発表] 遊泳微生物の高速・高倍率トラッキング2016

    • 著者名/発表者名
      川原知洋,アヒマドベラル,安田隆,新井史人
    • 学会等名
      日本機械学会2016年度年次大会
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス
    • 年月日
      2016-09-11 – 2016-09-14
  • [図書] 細胞の特性計測・操作と応用(2.2節 磁気駆動マイクロロボットによる操作)2016

    • 著者名/発表者名
      川原知洋,新井史人
    • 総ページ数
      250
    • 出版者
      コロナ社
  • [備考] 川原研究室webページ

    • URL

      http://www.lsse.kyutech.ac.jp/~kawahara/

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公開日: 2018-01-16  

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