命を守るメカトロニクス　～細胞改変システムや鳥獣被害対策ロボ～

細胞を改造する

近年、再生医療の実現に有望なiPS細胞に注目が集まっていますが、生化学的手法では細胞に手を加えて使いこなす技術が十分ではなく、例えば機能が失われた腕や眼球を再生することはまだできません。
細胞を操作するために研究開発が進められているのが、細胞に穴をあける細胞膜穿孔法です。一般に細胞は穴をあけられると死にやすいのですが、細胞が治せる穴開け法によって、穴を開けたところに改造のための物質を挿入してから体内に戻し、細胞に働いてもらおうというものです。改造に必要となる精密なメカニズムの開発も進んでいます。

ポイントは光触媒による酸化反応

細胞へ物質を挿入する、または細胞から物質を取り出すための細胞改変システムは、光触媒による酸化反応を利用します。細胞は進化の過程で酸化に対する抵抗力をつけてきたため、酸化の場所を限ることで、細胞が死ぬことなく細胞膜に一時的に穴を開けることができるのです。細胞に本来備わっている抗酸化能力を活用し、デバイスへの応用も簡単にできます。
こうした技術を神経インタフェースと呼ばれる神経細胞用の微小電極に応用すれば、神経の情報から直接、ロボット義手や義足を制御、あるいはカメラから視神経に直接情報を送ることも可能になり、次世代の福祉機器としての活用も期待できます。また細胞を穿孔して内部に物質を導入したり、制御に介入したりすることで、再生医療や細胞治療も大きく前進します。

人も動物も守る巡回型動物ロボット

神経インタフェースの研究で培ってきた技術を生かして、動き回る動物型ロボットの開発も行われています。近年、国内における鳥獣被害が範囲を拡大し、シカやイノシシ、サルやクマなどによる農作物の被害に困っている生産者が増加しています。そこで、こうした野生動物のボディランゲージを理解した動き方をし、高い移動性と頑丈さを兼ね備えたロボットの開発と実用試験が行われています。目的は駆除ではなく、威嚇し、すみ分けを可能にし、人里を巡回しながら、人も動物も守ろうというものです。

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先生情報 / 大学情報

秋田県立大学システム科学技術学部知能メカトロニクス学科教授齋藤敬先生

興味が湧いてきたら、この学問がオススメ！

医療工学、機械システム工学、経営工学

メッセージ

私の研究室では、細胞を改造する医療デバイスなど、医療工学を中心に、少人数でモノづくりを行っています。さらにその技術を生かして、クマ対策ロボットや雪下ろしロボットなども作っています。基本的には、人命を救い、社会に役立つデバイスなら何でも作ってしまえという意気込みで、さまざまなモノづくりに挑戦しています。
大学であなたの才能を爆裂させる勢いで、一緒に研究に携わってもらえるとうれしいです。また、模型とかコスプレとか同人誌とか、創造物で自己表現のできる人は特に大歓迎です！

先生への質問

先生の学問へのきっかけは？
先輩たちはどんな仕事に携わっているの？

秋田県立大学に関心を持ったあなたは

秋田県立大学は、最先端の設備と全国トップクラスの少人数教育体制など、入学から卒業まで着実に成長できる環境が整っています。中でも「学生自主研究制度」は、入学後すぐに研究に取り組める制度です。学生が主役のこの制度は、自ら研究テーマを決定し、指導教員がアドバイスを行い、実験スペースや機材、そして研究資金を交付して学生をバックアップします。秋田県立大学は、新しい知識を得ながら、知的好奇心を満たす無限のフィールド、学生が主役になれる大学です。