バイオハイブリッドによる新技術創出を目指して！

生体を機械部品として、直接的に人工システムに取り込むことで、従来の機械システムとは異なる新しい技術の創出を目指しています。例えば、筋肉は、生物が40億年の進化の末に獲得した大変優れたアクチュエータ（駆動源）です。そこで、モーターの代わりにこの筋肉を取り込むことで、電気や化石燃料を必要としないだけでなく、生体の持つ自己組織化・自己修復機能を備えたバイオハイブリッドロボットの創成を目指します。また一方で、細胞を磁場によって操作する技術を確立し、細胞から移植可能な生体組織を組み上げるシステムの開発も行っています。

生体の筋肉によって動くデバイスの例 （左）自律歩行するマイクロロボット （右）大気中で動くマイクロピンセット		（左）磁場によって細胞から組織を組み上げるイメージ （右）そのためのシステム概要

≪研究から広がる未来≫

現代社会は化石エネルギーに依存していますが、それらの可採年数は150年程度と言われています。筋肉で駆動するロボットが出来れば、エネルギー問題を解決することができます。また、各組織の細胞へと分化することが出来るiPS細胞が注目を集めています。これらの細胞を用いて移植可能な三次元組織を構築することが出来れば、再生医療の発展に大きく貢献できます。

昨今、私達の周囲では様々な用途のロボットが数多く活躍していますが、その多くはモーターによって駆動されています。機械・ロボット学科の秋山 佳丈 准教授は、ロボットなどを動かすために生体の筋肉を利用する技術を開発しています。筋肉は、糖 (グルコース) を燃料として直接運動を生み出すことが出来るため、高効率かつ化石燃料に依存しない機械システムの構築が可能になります。これまでに昆虫の筋肉使って、世界初の室温で自律的に移動するマイクロロボットや大気中で駆動可能なマイクロピンセットを実証しました。(写真左：マイクロロボットの電子顕微鏡像、写真右：指の上で駆動するマイクロピンセット)

秋山研究室では、他にも "インクジェットプリンターによる細胞の印刷技術" や "磁石で細胞を操る技術" など、機械工学的見地からバイオにアプローチする技術の開発を行っています。これらの技術により、細胞から複雑な三次元組織の構築が可能になれば、筋肉で動くロボットのようなバイオハイブリッドシステムへの応用だけなく、再生医療や医薬品開発などにも役立つと期待されます。

(掲載期間 平成29年 7・8月)