大阪大学大学院工学研究科の吉川洋史教授、埼玉大学大学院理工学研究科の川村隆三准教授らの研究グループは、レーザーの力学的作用により、狙った場所・時間にタンパク質を集合・配列させ、細胞内に存在するようなタンパク質の動的な繊維状ネットワークを人為的に作製することに成功しました。細胞内ではタンパク質が繊維状ネットワーク（細胞骨格）を形成し、それが集団的に動くことで、細胞の運動や増殖などに重要な役割を果たしています。これまでも、生体外でタンパク質の繊維状ネットワークを作製し、その構造と機能との相関を詳細に調べる研究が盛んに行われてきました。しかし従来の方法は、タンパク質分子任せで繊維状ネットワー...

大阪大学大学院基礎工学研究科の本告遊太郎講師、村端秀樹さん（当時博士前期課程）、後藤晋教授の研究グループは、イルカが乱れた流れ（乱流）を生み出しながら速く泳げる秘密が、乱流の中に隠れた「尾びれサイズの大きな渦輪」にあることを明らかにしました。イルカは尾びれを上下に動かし、乱流を作りながら速く泳ぎます。しかし、ぐちゃぐちゃに見える乱流を眺めているだけでは、イルカが速く泳ぐ仕組みは分かりません。そこで、スーパーコンピュータ『富岳』と、最新の乱流理論に基づく解析を駆使することで、イルカの遊泳中に生じる乱流を「渦」の大きさ別に分けて可視化しました。図や可視化動画を見ると、ドーナツ状の大...

東京大学大学院工学系研究科の澤田 洋平 准教授、大阪大学大学院工学研究科の橋本 和宗 准教授らによる研究グループは、台風のような激しい気象を変化させるのに有効な人工的な小さな介入をシミュレーションによって探る新しい手法を開発しました。本研究ではアンサンブルカルマン制御という新しい数理手法を用いることで、台風の制御可能性を探索するコンピュータシミュレーションを行いました。本手法は制御工学の数理を活...

大阪大学大学院基礎工学研究科システム創成専攻 DIAO ZHUO（刁琢）助教、奥山純矢さん（研究当時：大学院博士前期課程）、同研究科附属極限科学センター 阿部真之教授らの研究グループは、AIの手法を走査型プローブ顕微鏡（Scanning Probe Microscopy; SPM）に組み込み、自律的に試料表面の単一原子を動かすことや取り上げることを可能にする技術を開発しました。AIが測定試料表面の状態を原子レベルで把握し、測定装置自身の状態を判断しながら、必要に応じて修正や調整を行い、自律的に個々の単原子を操作します。これまでのいわゆる自動計測とは異なり、人間に代わりAIが実験研究をす...

奈良先端科学技術大学院大学（学長：塩﨑一裕）先端科学技術研究科 情報科学領域の日永田智絵助教、大阪大学（総長：熊ノ郷淳）大学院基礎工学研究科の弦牧和輝さん（研究当時：大学院生）、宮澤和貴助教は、人間の感情がどのように形成され、人間の内部で意味づけられるのかという長年の問いに対し、工学的アプローチを用いて機能的に説明する計算モデルを開発しました。本研究では、視覚情報・生理反応・言語情報といった多様な様式の情報を統合的に学習して潜在的な概念を推測する「Multi-layered Multimodal Latent Dirichlet Allocation（mMLDA）」を活用し、個人の経験に基づい...

東京科学大学（Science Tokyo）総合研究院 ヒト生物学研究ユニットの河村峻太郎大学院生（博士後期課程）、武部貴則教授（大阪大学 大学院医学系研究科 教授／同ヒューマン・メタバース疾患研究拠点 副拠点長）、自治医科大学 外科学講座の岡田憲樹 助教らの研究グループは、ヒトiPS細胞由来の血管網を有する肝臓オルガノイドを用いて、免疫抑制薬ATGが引き起こす肝臓微小血管障害のメカニズムを詳細に解明しました。ATGは、肝臓移植をはじめとする臓器移植後の拒絶反応を抑えるために広く使用されていますが、ときに血栓形成や肝機能障害などの重篤な副作用を引き起こすことが知られています。しかし、その...

国立研究開発法人 産業技術総合研究所（以下「産総研」という）人工知能研究センター 片岡裕雄 上級主任研究員は、大阪大学大学院 情報科学研究科 マルチメディア工学専攻 篠田理沙 特任助教（常勤）と共同で、動物の痕跡から動物種を推定するAIモデルを開発しました。足跡や糞など、動物が残した“痕跡”を手がかりに、その生息状況を把握する「アニマルトラッキング」は、直接観察することが難しい野生動物の情報を得...

東京科学大学（Science Tokyo）総合研究院 ヒト生物学ユニットの佐伯憲和特任講師、武部貴則教授（大阪大学 大学院医学系研究科／ヒューマン・メタバース疾患研究拠点（WPI-PRIMe）兼任）らを中心とした研究チームは、タケダ-CiRA共同研究プログラム（T-CiRA）の一環として、ヒト人工多能性幹細胞（iPS細胞）から、ヒト肝臓に特有の血管「類洞（るいどう）」を含む肝臓オルガノイド（HLBO）を試験管内で作製することに成功しま...

慶應義塾大学大学院理工学研究科の阿部宝(研究当時修士課程2年)，中原行健(博士課程1年)，同大学理工学部機械工学科の高橋英俊准教授，石上玄也教授，佐野友彦専任講師，大阪大学大学院基礎工学研究科の橋口勲武(博士課程3年)，小林舜典助教，垂水竜一教授らによる研究グループは，薄い半球状のシェル構造が跳躍する仕組みを明らかにしました．近年，ソフトロボットが開発されていますが，ソフトロボットの挙動は材料特性や環境との複雑な相互作用に影響されるため，性能の予測が困難であり，経験的な設計が必要でした．本研究では，跳躍するおもちゃ(ポッピンアイ)に着想を得て，跳躍ソフトロボットの基本構造の１つである半...

大阪大学大学院工学研究科の森島圭祐教授およびChowdhury Mohammad Masum Refatさん（博士後期課程）の研究グループは、昆虫が紫外線に対して避けるように行動する「負の走光性」を活用し、UV-LED付き小型ヘルメットを操作することで、未知の環境下でも適用できる昆虫サイボーグの自律ナビゲーション方法を開発することに成功しました。従来の昆虫サイボーグは電気刺激による制御が一般的であり、サイボーグの作成には昆虫の感覚器官にダメージを与えるような処置が必要でした。さらに、昆虫が刺激に慣れてしまうことで、制御が難しくなるという課題もありました。今回の新しい手法により、昆虫本来...

慶應義塾大学大学院理工学研究科の田尻琴音(修士課程1年)、同大学理工学部機械工学科の佐野友彦 専任講師、大阪大学大学院基礎工学研究科の村上立樹(修士課程1年)、小林舜典 助教と垂水竜一 教授らの研究グループは、編み物が自然にカールする現象のメカニズムを実験とシミュレーションを組み合わせて明らかにしました。最も基本的な編み方のひとつである平編み構造は、曲げられた糸の周期的な格子で構成され、端部では3次元的なカール形状が自然に生じます。編み物の力学特性に関する多くの研究は2次元的なモデル化に基づいており、3次元的な関係性は十分に明らかにされておりませんでした。編み物のカール挙動は、糸に作用...

マイコプラズマ属細菌の一つで淡水魚の病原菌であるマイコプラズマ・モービレは、菌体の片側にある“滑走装置”を用いて宿主組織の表面にはりつき、滑るように動く“滑走運動”を行います。大阪公立大学大学院理学研究科の宮田 真人教授、豊永 拓真助教（研究当時、現在 東北大学多元物質科学研究所 助教）らと大阪大学大学院生命機能研究科日本電子YOKOGUSHI協働研究所の難波 啓一特任教授（常勤）、理化学研究所の川上 恵典研究員、東北大学多元物質科学研究所の濵口 祐准教授らの共同研究グループは、大阪大学の...