Development of biomolecular motor based autonomous molecular-robots and its potential application

基于生物分子马达的自主分子机器人的研制及其潜在应用

基本信息

批准号：
18F18323
负责人：
角五彰
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-11-09 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

群ロボットは、リーダー不在でも自発的に環境適応し群れの形を変えるほか、仕事の分担や、不具合の補完など、単体のロボットにはなしえない複雑な仕事を効率よくこなすことができる。このような群ロボットは、医療や災害の現場での応用が期待され、現在では小型化に向けた競争が激しくなっている。申請者らは、最近、従来の機械式の群ロボットではなく、化学的に分子部品を組み立てることで、世界最小の群ロボット（分子ロボット）を開発することに成功した。本研究では、申請者らが開発した分子ロボットの発展を目指し、光信号により自律的に物質輸送可能な分子システムを構築することを目的としてきた。２０２０年度には、前年度までに構築した分子システムおよび時空間制御システムを用い、本研究課題である“光信号により自律的に物質輸送可能なシステム”の実行可能性を評価した。具体的な評価項目としては、１）光スイッチングの応答性（波長、照射強度および照射時間の依存性から評価）、２）輸送される輸送体のサイズや輸送体の種類（ラテテックス微粒子、磁性微粒子、有機結晶など）、３）輸送体の輸送効率（補足率と補足距離から試算）、４）輸送される輸送体の空間制度（フォトマスクのサイズ依存性より評価）などを検討することで物質輸送可能な分子システムを開発するうえで解決しなければならない課題を明らかにした。

即使在没有领导者的情况下，群体机器人也能自发地适应环境并改变群体形态，并且能够高效地执行个体机器人无法完成的复杂任务，例如划分任务和解决问题。这种群体机器人预计将用于医疗和灾难情况，目前小型化的竞争正在加剧。申请人最近通过化学组装分子部件，而不是使用传统的机械群体机器人，成功开发了世界上最小的群体机器人（分子机器人）。在这项研究中，我们的目标是开发申请人开发的分子机器人，并构建一个可以利用光信号自主运输物质的分子系统。 2020年，我们利用前一年构建的分子系统和时空控制系统来评估这个研究项目的可行性，“一个可以利用光信号自主传输材料的系统”。具体评价项目包括1)光开关响应性(根据波长、照射强度、照射时间的依赖性进行评价)、2)传输体的大小和类型(乳胶微粒、磁性(微粒、有机晶体等))、3)运输车进口通过考虑传输效率（根据捕获率和捕获距离计算），4）被传输的传输器的空间系统（根据光掩模尺寸依赖性评估）等，我们可以解决开发能够质量传输的分子系统的问题。我们已经明确了需要解决的问题。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Autonomous molecular swarm robots realized by sequential transfer of DNA signal

通过DNA信号顺序传递实现自主分子群机器人

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Jakia Jannat Keya;Yuta Yamasaki;Akinori Kuzuya;Akira Kakugo
通讯作者：
Akira Kakugo

Autonomous molecular swarm robot realized by the intelligence of biomolecular motor system and DNA

利用生物分子运动系统和DNA智能实现的自主分子群机器人

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Sotome M.;Nakamura M.;Morimoto T.;Zhang Y.;Guo G.-Y.;Kawasaki M.;Nagaosa N.;Tokura Y.;Ogawa N.;Jakia Jannat Keya
通讯作者：
Jakia Jannat Keya

Development of autonomous molecular robot utilizing biomolecular machines

利用生物分子机器开发自主分子机器人

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Jakia Jannat Keya;Ibuki Kawamata;Shinichiro M. Nomura;Akira Kakugo
通讯作者：
Akira Kakugo

Radial alignment of microtubules through tubulin polymerization in an evaporating droplet.

通过蒸发液滴中的微管蛋白聚合实现微管的径向排列。

DOI：
10.1371/journal.pone.0231352
发表时间：
2020
期刊：
PLoS One.
影响因子：
0
作者：
Jakia Jannat Keya;Hiroki Kudoh;Arif Md. Rashedul Kabir;Daisuke Inoue;Nobuyoshi Miyamoto;Tomomi Tani;Akira Kakugo;Kazuhiro Shikinaka.
通讯作者：
Kazuhiro Shikinaka.

Swarming of molecular robots under autonomous strand generator

自主链发生器下的分子机器人集群

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Jakia Jannat Keya;Sosei Ichiseki;Ibuki Kawamata;Arif Md. Rashedul Kabir;Shinichiro M. Nomura;Akira Kakugo
通讯作者：
Akira Kakugo

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角五彰其他文献

Modeling Protein Molecules at the Mesoscale: for Structural Study of Artificial Muscle

介观尺度蛋白质分子建模：用于人造肌肉的结构研究

DOI：
10.2142/biophys.62.58
发表时间：
2022
期刊：
Seibutsu Butsuri
影响因子：
0
作者：
上野豊;松田健人;加藤薫;角五彰;葛谷明紀;小長谷明彦
通讯作者：
小長谷明彦

“Pidgins on the Nile: Europeans and broken Arabic, from Egypt to Uganda” in: The Proceedings of the 10th Conference of the International Arabic Dialectology Association (AIDA)

“尼罗河上的洋泾浜人：欧洲人和破碎的阿拉伯语，从埃及到乌干达”，载于：国际阿拉伯语方言学协会（AIDA）第十届会议记录

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
上西恭平;井上大介;佐田和己;角五彰;仲尾周一郎;Shuichiro Nakao;Shuichiro Nakao;Shuichiro Nakao;仲尾周一郎;仲尾周一郎;仲尾周一郎;仲尾周一郎;仲尾周一郎;Shuichiro Nakao;Shuichiro Nakao;Shuichiro Nakao;Shuichiro Nakao;仲尾周一郎;仲尾周一郎;佐藤麻理絵;Shuichiro Nakao;佐藤麻理絵;仲尾周一郎;佐藤麻理絵;Shuichiro Nakao;Shuichiro Nakao
通讯作者：
Shuichiro Nakao