細胞マイクロインジェクション自動化のための穿孔技能解析

细胞显微注射自动化的穿刺技巧分析

• 批准号: 16760204
• 负责人: 渡辺 哲陽
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-16760204/
• 关键词: 細胞インジェクション; 技能; 力計測; マイクロマニピュレーション; 細胞操作

近年,小型電子部品組立,医療,生物,製薬など多岐に渡る分野において,人の手を介さずに,大量処理,繰り返し処理,高速・高精度処理を可能にする微小物体操作手法の開発が望まれている.本プロジェクトでは,細胞インジェクションに着目し,力学的観点から人間の優れた情報処理能力を解析することを通じ,微細物操作において必要な技能を解明することで,微細物操作の自動化を目指す.以上のような目的のもとに研究を行い,以下のような成果を得た.1.マイクロインジェクションの操作中において,細胞に加わる力を計測可能な高感度力センサを半導体ひずみゲージを用いて開発した.また,この力センサを用いて細胞操作ならびにインジェクション時に加わる力を計測し,その結果の解析を行った.2.ホールディングピペットは,インジェクション時において細胞を把握するために用いられる.細胞の把握は空気圧による吸引により行われる.操作者は手元にあるシリンダ内の圧力を操作することによりホールディングピペット内の空気圧をコントロールする.このホールディングピペットで細胞を操作する際の吸着力を高感度に計測できるシステムを開発した.3.エンドエフェクタを振動させながら,細胞などの微細物を把握する場合の凝着力緩和現象の解明・解析を行った.4.物体を把握する際の最適な把握位置探索手法を開発した.5.能動受動混合拘束状態にある物体把握系の力学的解析を行った.6.触覚センサ設計のためのデザインパラメータを提案し,デザインパラメータに基づいた設計指針について解析を行った.

近年来，需要开发微观对象操纵技术，该技术能够在没有人类干预的情况下进行大规模处理，重复处理以及高速和高精度处理，包括小型电子组件组件，医学，生物学，生物学和药品。在该项目中，我们从机械角度专注于细胞注射并分析人类优越的信息处理能力，并旨在通过阐明微观对象操作所需的技能来自动化微观对象操作。我们对上述目标进行了研究，并实现了以下结果：1。使用半导体应变仪开发了一个高度敏感的力传感器，可以测量在微注射操作过程中施加到细胞的力的力。此外，该力传感器用于测量细胞操作和注射过程中施加的力，并分析结果。 2。固定移液器在注射过程中用于抓住细胞。通过用气压抽吸来进行细胞的抓握。操作员通过操纵手动气缸内的压力来控制固定移液器内部的气压。开发了一个系统，该系统可以用这种固定移液器操纵细胞时测量吸附力。 3。当抓住细胞等细胞（例如细胞）时，对粘附力松弛现象的澄清和分析是由末端效应子振动的。 4。抓住对象时开发了最佳的抓地位置搜索方法。 5。在主动被动混合约束状态下对物体抓紧系统的机械分析。 6。提出了触觉传感器设计的设计参数，并根据设计参数分析了设计指南。

项目成果

Mechanism of Micro Manipulation using Oscillation

利用振荡进行微操作的机制

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proc.of the IEEE Int.Conf.on Robotics & Automation (DVD)
• 作者: 上杉繁;三輪敬之;Tetsuyou Watanabe
• 通讯作者: Tetsuyou Watanabe

Micromanipulation using squeeze effect

利用挤压效应进行显微操作

• 发表时间: 2004
• 期刊: Proc.of the IEEE/RSJ Int.Conf.on Intelligent Robots and Systems
• 作者: Tetsuyou Watanabe;Nobuhiro Fujino;Zhongwei Jiang
• 通讯作者: Zhongwei Jiang

A Study on Design Concept for a Braille Tactile Sensor Segment Using Softness Parameters

• DOI: 10.1299/jsmec.49.480
• 发表时间: 2006-06
• 期刊: Jsme International Journal Series C-mechanical Systems Machine Elements and Manufacturing
• 作者: Zhongwei Jiang;Sayyed Alireza Arabshahi;Tetsuyou Watanabe

Grasping Optimization using a Required External Force Set

使用所需的外力组进行抓取优化

• 发表时间: 2007
• 期刊: IEEE Trans.Automation Science & Engineering 4
• 作者: Chang Cai;Takanori Kochiyama;Jing-Long Wu;Tetsuyou Watanabe
• 通讯作者: Tetsuyou Watanabe

能動受動混合拘束の力学

混合主动-被动约束的机制

• 发表时间: 2006
• 期刊: 日本ロボット学会誌 24
• 作者: Chang Cai;Takanori Kochiyama;Jing-Long Wu;Tetsuyou Watanabe;渡辺 哲陽;Tetsuyou Watanabe;Tsuneo Yoshikawa;渡辺 哲陽
• 通讯作者: 渡辺 哲陽