微生物を能動的コンテナとするマイクロ配送システム

以微生物为活性容器的微递送系统

• 批准号: 16656081
• 负责人: 橋本 浩一
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16656081/
• 关键词: 微生物; 運動制御; 微小操作; マイクロシステム; マイクロコンテナ; ビジュアルサーボ

本研究では,微生物群を自立的に運動できるコンテナ群とみなし,その運動を制御することで多種多様な微小対象を効率的に輸送・分配できるマイクロ輸送システムの構築を目標とした.具体的には,電場の方向に沿って運動する性質(走電性)と外部の物質を取り込む性質の両方をもつ微生物を利用し,その運動を電場により制御することを想定した.本年度は,走電性をもつ微生物の一種であるゾウリムシを対象とし,その運動制御の実現に焦点を絞った.まず,電場により微生物の運動制御をおこなうため,電極を有する実験用流路の設計と製作をおこなった.これまでの研究で使用した流路の場合,電極の配置により生成できる電場の方向に制限があった.この問題を克服するため,複数の電極を容器周辺部に配置した流路を設計し製作した.各電極のへの電圧入力を個別に設定することで,流路内の電場の方向を任意に制御することが可能である.流路内の全領域で同じ方向へ電場を生成することも可能であり,さらに領域ごとに異なる方向へ電場を生成することも可能である.製作した流路の有効性を検証するため,数倍の大きさの流路を作成し,その中の電位分布を測定することで流路内に任意の方向へ電場を作成できていることを確認した.また,作成した流路を用いて,微生物群を希望の方向へ誘導することにも成功した.今後の展開としては,能動コンテナとしての利用を想定した運動制御の手法を検討し,制御手法や流路デザインの検討・改良をおこなう予定である.

This study で は, microbiota を self-reliance に movement で き る コ ン テ ナ group と み な し, そ の movement を suppression す る こ と で many many others in tiny seaborne な like を sharper rate に transportation, distribution で き る マ イ ク ロ conveying シ ス テ ム の build を target と し た. Specific に は, に の electric field along the っ て movement す る properties (ZouDian) と external の material を り 込 む nature の struck party を も つ microbes use し を, そ の movement を electric field に よ り suppression す る こ と を scenarios し た. This year は ZouDian sex を も つ microbiology の a で あ る ゾ ウ リ ム シ を like と seaborne し, そ の movement suppression の be に focus now stranded を っ た. ま ず, electric field に よ り microbial の movement suppression を お こ な う た め, electrode を have す る be 験 made を flows の design と お こ な っ た. こ れ ま で の study using し で た flow の occasions, electrode に の configuration よ り generated で き る の fields the limitations に が あ っ た. こ の を overcome す る た め, plural の electrode を container week 6 辺 に configuration し た flow を design し し た. Each electrode is の へ の electric 圧 を individual に set into force す る こ と で, flow within の を arbitrary に の electric field suppression す る こ と が may で あ る. Flow within の で with じ direction in the field of whole を へ electric field generated す る こ と も may で あ り, さ ら に field ご と に different な る direction を へ electric field to generate す る こ と も may で あ る. Making し た flow の have sharper sex を 検 card す る た め, several times の big き さ の flow を し consummate, そ の の potential distribution in を determination す る こ と で に arbitrary の within the flow direction を へ electric field made で き て い る こ と を confirm し た. ま た, consummate し た flow を with い て, microbiota を hope の direction へ induced す る こ と に も successful し た. Future の expand と し て は, move コ ン テ ナ と し て の using を scenarios し た movement suppression の gimmick を 検 for し, system method of equestrian や flow デ ザ イ ン の 検 beg, improved を お こ な う designated で あ る.

项目成果

Organized Motion Control of a lot of Microorganisms Using Visual Feedback

使用视觉反馈对大量微生物进行有组织的运动控制

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proceedings of 2006 IEEE International Conference on Robotics and Automation
• 作者: Kiyonori Takahashi;Naoko Ogawa;Horomasa Oku;Koichi Hashimoto
• 通讯作者: Koichi Hashimoto

Dynamic Model of Paramecium Galvanotaxis for Microrobotic Application

草履虫电动力学模型在微型机器人中的应用

• 发表时间: 2005
• 期刊: 2005 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA 2005)
• 作者: N.Ogawa;H.Oku;K.Hashimoto;M.Ishikawa
• 通讯作者: M.Ishikawa

Optical axis tracking of microorganism using high speed vision

利用高速视觉进行微生物光轴追踪

• 发表时间: 2005
• 期刊: Focus on Microscopy 2005
• 作者: Theodorus;Hiromasa Oku;Koichi Hashimoto;Masatoshi Ishikawa
• 通讯作者: Masatoshi Ishikawa

Microorganism Tracking Microscope System

微生物追踪显微镜系统

• 发表时间: 2005
• 期刊: Video Proceedings of 2005 IEEE International Conference on Robotics and Automation
• 作者: Hiromasa Oku;Naoko Ogawa;Koichi Hashimoto;Masatoshi Ishikawa
• 通讯作者: Masatoshi Ishikawa

Two-dimensional tracking of a motile micro-organism allowing high-resolution observation with various imaging techniques

• DOI: 10.1063/1.1857632
• 发表时间: 2005-03-01
• 期刊: REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS
• 影响因子: 1.6
• 作者: Oku, H;Ogawa, N;Hashimoto, K
• 通讯作者: Hashimoto, K