Research on the development of soft mobile microrobotic fluid carrier system

软体移动微型机器人流体输送系统开发研究

• 批准号: 21K03931
• 负责人: 黄 吉卿
• 金额: $ 2万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03931/
• 关键词: マイクロ流体システム; マイクロスイマー; 磁気駆動; 流体マニピュレーション; バイオメディカル応用; 病理的検査・診断; ソフトモバイルマイクロロボット; 流体キャリア

本研究では「磁気駆動可変ソフトモバイルマイクロロボティック流体キャリアシステムとバイオ応用に関する研究」を行っている。2022年度にはソフトマイクロスイマーをフランス国立科学研究センター(CNRS)との共同研究によって3次元ナノリソグラフィと磁性金属薄膜のスパッタリングにより、ソフトスイマーを50倍以上小型化することに成功した。また、クリーンルーム対応で量産可能なプロセスを提案しその可能性を証明することができた。既存のミリスケールのソフトスイマーと今回開発したマイクロスケールのソフトスイマーを外部磁場生成システムにより選択的に制御することもできた。また、そのマイクロバブルトラップによる3次元の制御と液滴サンプルの液体・空気間の移動がより簡単にできることができることを証明した。さらに、液中のマイクロファイバーのような個体サンプルのマニピュレーションにも応用可能であることも証明した。これらの成果はMEMS分野の最も権威の高いドイツベルリンで行われたIEEE MEMS 2023学会に論文が採択され、口頭発表することができた。また、より大きい体積の液体サンプルを運ぶため、Micro Fractal Pipette (MFP)を提案していましたが、そのMFPを磁気駆動させるために、磁性を持つ金属をスパッタリングすることを試したが、十分な磁性駆動特性を持たせることができなかったため、小型磁石をMFPの下側にアセンブリし、それをロボットアームによる複数台のMFPを選択的に磁気駆動させることに成功し、それを用いた複数の液体サンプルの間の混合などへの応用できることを証明した。その結果をフランス国ブザンソンで行われたJNTE2022にてポスター発表することができた。さらに、イオンゲルアクチュエータのマイクログリッパも開発することができ、個体サンプルの把持と分析に貢献できた(J. MEMS)。

This study is part of the "Study on the Application of Magnetic Fluids to Magnetic Fluids" project. In 2022, the National Science Research Institute (CNRS) successfully reduced the size of magnetic metal films by 50 times. The possibility of mass production can be proved by the proposal of mass production. The existing system is now open to external magnetic field generation and control. The three-dimensional control of liquid droplets and the movement between liquids and air are demonstrated. In addition, it is possible to prove that the liquid crystal display device can be used in the liquid crystal display device. The results of this research are the highest in the MEMS field and are published in IEEE MEMS 2023. Micro Fractal Pipette (MFP) is a large volume of liquid, magnetic, and metal. It is a small, magnetic, and metal. The magnetic field of a plurality of MFP units is successfully mixed with a plurality of liquid units. The results of the study are as follows: In addition to the above, the analysis of individual samples is also carried out (J. MEMS).

项目成果

Manufacturing of magnetically reconfigurable 3D printed micro fractal pipette array

磁性可重构3D打印微分形移液管阵列的制造

• 发表时间: 2022
• 作者: D. Decanini;A. Harouri;B. Kim;Y. Mita;G. Hwang
• 通讯作者: G. Hwang

3D Printed Miniaturized Soft Microswimmer for Multimodal 3D Air-Liquid Navigation and Manipulation

• DOI: 10.1109/mems49605.2023.10052220
• 发表时间: 2023-01
• 期刊: 2023 IEEE 36th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS)
• 作者: D. Decanini;A. Harouri;Ayako Mizushima;Beomjoon Kim;Y. Mita;G. Hwang

Micro-nanorobotics Lab

微纳机器人实验室

Self-Deformable Flexible MEMS Tweezer Composed of Poly(Vinylidene Fluoride)/Ionic Liquid Gel for Electrical Measurements and Soft Gripping

• DOI: 10.1109/jmems.2022.3187428
• 发表时间: 2022-07-29
• 期刊: JOURNAL OF MICROELECTROMECHANICAL SYSTEMS
• 影响因子: 2.7
• 作者: Yamaguchi, Takafumi;Usami, Naoto;Mita, Yoshio
• 通讯作者: Mita, Yoshio

CNRS/Paris-Saclay University(フランス)

CNRS/巴黎萨克雷大学（法国）