「人の暮らしを豊かにするライフサポート科学の創成」

茨城大学工学部附属ライフサポート科学教育研究センター
２０１９年度報告書

茨城大学戦略的研究「人の暮らしを豊かにするライフサポート科学の創成」
2019 年度報告書刊行にあたって
プロジェクト代表

増澤徹

平成 28 年度より本プロジェクトは茨城大学重点研究から戦略的研究に変更となり, 今までの研究成果を本学の教育, 研究にフィードバックするプロジェクトとなりました．平成
29 年度に行われた工学部・理工学研究科改組, 教育改革に伴い, 理工学研究科博士前期課
程に機械システム工学専攻が誕生しました. 本ライフサポート科学研究を教育に還元するため, 本機械システム工学専攻に新たにライフサポート教育プログラムを設置しました.
本教育プログラムは医学と工学の学際領域である医用工学, 福祉工学, 生体工学に関する高度科学技術を博士前期課程で教育することでライフサポート科学領域に関わる高度専門技術者を養成するものであります. ライフサポート科学はメカトロニクスに代表される計
測・制御工学やロボット工学, 情報工学をベースに人々の生活, 生命をサポートする科学技術です. よって, 本プログラム修了者は医療関係のみならず, 従来の幅広い機械工学関係分
野で人々の生活, 生命について知識が抱負な高度専門技術者としても活躍できるようカリ
キュラムを組んでいます．2019 年度は令和元年度となり，ライフサポート教育プログラムの修了生が社会に旅立った年度となりましたが，2020 年初頭より流行りはじめた新型コロ
ナウイルス感染症により，卒業式も一部中止になるなど大変な年度にもなりました．
そのように年度最後は激動の年となりましたが，2019 年度の研究業績は, 今までと変わらずに，原著論文 42 編, 国内外での学会発表 102 件, 学会賞等受賞 8 件, 著書・解説 2 編,
競争的資金獲得 4 件, 採択科研費 12 件でした．
2020 年度（令和２年度）は新型コロナウイルス感染症のために，すでに国際学会も含めて関係学会のいくつかの大会が中止や延期となっております．学生も自由に大学に来られない状況が続いており，教育，研究両面ともに多難な年度となることが予想されます．その中でも理工学研究科博士前期課程機械システム工学専攻ライフサポート教育プログラムを核にライフサポート科学の教育と研究推進を行っていくことが我々大学人の努めであり社会貢献となると考えています. 今後共, 重ねて皆様のご協力, ご指導を賜りたく, よろし
くお願い申し上げます．

「人の暮らしを豊かにするライフサポート科学の創成」
プロジェクト参加教員
１）生命支援領域○心機能補助システムの研究開発
増澤 徹（機械シス・教授）、田中 伸厚（機械シス・教授）、木村 孝之（電電シス・准教授）
長山 和亮（機械シス・教授）、長 真啓（機械シス・助教）○薄膜技術による生体材料表面処理技術の開発
尾関 和秀（機械シス・准教授）、山内 智（物質・准教授）、久保田 俊夫（物質・教授）

２）生活支援領域○福祉機器・パワーアシストシステムの開発
近藤 良（機械シス・教授）、北山 文矢（機械シス・助教）、清
水 年美（機械シス・准教授）、森 善一（機械シス・教授）、
井上 康介（機械シス・講師）、福岡 泰宏（機械シス・准教授）、
芝軒 太郎（情報・助教）○テラヘルツ、レーザ計測等による生体計測技術の開発
辻 龍介（電電シス・教授）

３）環境創出領域○最適・快適環境創出のための計測制御技術・評価技術の開発
稲垣 照美（機械シス・教授）、道辻 洋平（機械シス・准教授）、
湊 淳（応用粒子線・教授）、藤田 昌史（都市・准教授）、西 泰行（機械・准教授）、
李 艶栄（機械シス・講師）

－目次－
1. 活動概要－5－

2. 研究報告

1. 「小児用人工心臓用磁気浮上モータの小型化に関する研究」－12－
2. 「テンセグリティ構造を用いた細胞膜運動模擬機構の開発」－14－
3. 「小型5軸制御磁気浮上ﾓｰﾀを用いた小児用磁気浮上人工心臓の高度化に関する研究」－16－
4. 「顕微鏡下マイクロ引張試験機を用いた細胞の力学特性と接着力の実測」－19－

3. プロジェクト業績

1. 活動実績, 講演会資料等－23－
2. 業績一覧－31－

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1.活動概要5

ライフサポート科学教育研究センター 令和元年度活動計画・実施結果調書
１． 研究開発・資金獲得計画○実施計画（年度当初に、個人の活動以外の、センターとして実施する技術・研究開発に関する活動計画について、計画名・実施概要・実施予定時期・実施体制を記載してください。）＜活動内容，方向性の再検討＞
まず，今年1年間を使ってグループメンバー間で今後の活動の方向性や組織変更について協議を重ね，下記計画をブラッシュアップしながら効率良く実施していく．
１． 計画名 高機能磁気浮上人工心臓ポンプの開発・2017-2019（１） 実施概要：
高機能磁気浮上型人工心臓の実用化のために，各種磁気浮上モータの設計，特性評価，集積回路技術を用いた小型センサー，DLC膜の成膜挙動の解析および人工心臓と血管組織結合部の表面形状最適化による生体適合化の要素技術の確立を行う．
（２） 実施予定時期： 2019 年 4 月～2020 年 3 月（３） 実施体制
・ 責任者： 増澤徹
・ メンバー： 田中伸厚，木村孝之，尾関和秀，山内智，久保田俊夫，長山和亮，長真啓（４）資金獲得計画：
・ 科研費，JST，AMED など，特に大型外部資金獲得に向けて積極的に申請を予定
特に若手教員は「JSTさきがけ（ライフイノベーション）」などにも積極的に申請していく．
（５）実施における課題：
実用化のための磁気浮上モータ（集積回路技術を用いたセンサも含む）の小型化，高性能化，高効率化，
実際の生体組織・細胞を用いた生体適合化技術の高度化，動物実験，共同研究企業，臨床実験

２． 計画名 四肢障がい者のための歩行・生活支援システムに関する研究・2017-2019（１） 実施概要：
四肢障がい者のための移動・生活支援の基礎技術確立と試験・評価・再検討，脚支援システム，高機能移乗機器，二関節ロボット，歩行ロボットなどの検討，評価を行う．
（２） 実施予定時期： 2019 年 4 月～2020 年 3 月（３） 実施体制
・ 責任者： 森善一
・ メンバー： 近藤良，清水年美，福岡秦宏，井上康介，芝軒太郎，辻龍介，北山文矢，矢木啓介（４） 資金獲得計画：
・ 科研費，JST，などの外部資金へ積極的に申請を予定
特に若手教員は「JSTさきがけ（ライフイノベーション）」などにも積極的に申請していく．
（５）実施における課題：
・運動機構の高出力軽量化
・四肢障がい者のための移乗をサポートする機器の開発
・四肢障がい者のためのリフト付き車いすの開発

３． 計画名 最適・快適環境創出のための計測制御・評価技術の開発・2017-2019（１） 実施概要：
自然流体エネルギー利用機器の実用化に向けて，複雑非定常流れ場の解明に基づく高性能・
高信頼性化を図る．また，自動車交通の安全性向上，鉄道における安全運行・省メンテナンスの実現を目指した研究を展開する．
（２） 実施予定時期： 2019 年 4 月～2020 年 3 月（３） 実施体制
・ 責任者： 稲垣照美
・ メンバー： 道辻洋平，湊淳，藤田昌史，西泰行，李艶栄（４） 資金獲得計画：
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・ 科研費，JST，などの外部資金へ積極的に申請を予定
特に若手教員は「JSTさきがけ（グリーンイノベーション）」などにも積極的に申請していく．
（５）実施における課題：
・自然流体エネルギー利用機器の高性能・高信頼性化
・自動車交通における信号交差点場面運転支援システムの評価
・営業線鉄道車両のモニタリングデータの有効活用を目指した技術の構築

４． 計画名 ライフサポート技術を活かした萌芽的横断研究の検討・2018-2019（１） 実施概要：
上記３グループの技術的特色を活かし，生体を構成する細胞の高効率なエネルギー変換機能やフレ
キシブルな運動機能に着目した新規アクチュエータ技術開発を検討する．そして，今後，社会的ニーズが飛躍的に高まる特殊環境での精密作業（原子炉内検査や廃炉作業環境など）を高効率に実施できるロボット技術の開発へ展開していく．本件に関しては，昨年度から各グループのコアメンバらによる打合せを重ねてきているので，今年度は，その技術要素を具現化し，大型の萌芽研究費の獲得を目指す．
（２） 実施予定時期： 2019 年 4 月～2020 年 3 月（３） 実施体制
・ 責任者： 増澤徹
・ メンバー： 森善一，稲垣照美，長山和亮，他各グループのコアメンバ（４） 資金獲得計画：
・ 特に科研費・挑戦的研究（萌芽・開拓）や，CREST(ライフイノベーション，ナノテクノロジー・材料，情報通信技術など)を始めとした萌芽的大型研究費の獲得を目指す．
（５）実施における課題：
・細胞構造およびその運動原理の理解
・細胞運動を模擬したアクチュエータ機構の考案
・個々のロボットから秩序ある集団運動を形成するアルゴリズムの考案

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○実施結果（中間報告時と年度末に、実施結果を記載してください。）
１． 計画名 高機能磁気浮上人工心臓ポンプの開発（１） 実施結果： 小児用磁気浮上人工心臓の研究開発で獲得した AMED 先端計測分析技術・機器開発
プログラム（要素技術開発タイプ）を通し，国立循環器病研究センターで動物実験を実施した．対外設
置した開発磁気浮上人工心臓を覚せい状態の成山羊に接続し，十分な循環補助性能，動物の体動や心臓拍動による流量変化に対する十分な磁気支持性能を実証した．機器発熱による溶血，血栓形成を抑制するために，磁気浮上モータの高効率化を図っている．また，開発機器の体内植え込み，ポンプ内血栓抑制のために，チタンケース化に取り組んでいる．
（２） 資金獲得の結果： 重症心不全小児の救命を目指した高い耐久性と安全性を有する超小型な磁気浮上型遠心式補助人工心臓の研究開発，研究担当者：増澤徹，長真啓，採択金額：2019 年度直接経費 20,450 千円，間接経費 5,535 千円，研究期間総額 77,953 千円，実施期間：2019-2021，
その他の科研費等の採択状況：科研費・基盤B（継続）：１件，科研費・挑戦的（萌芽）（新規）：1件
AMED-CREST(継続)：1件，財団寄附金（新規）：2件（３） 特筆すべき事項： 2018 年度に獲得した AMED 未来医療を実現する医療機器・システム研究開発事業の研究成果をもとに AMED 先端計測分析技術・機器開発プログラム（要素技術開発タイプ）に応募し，採択された．本研究成果を核に，集積回路技術を活用したモータ周辺機器の高度化，および，血液ポンプ内表面処理，生体組織と送脱血管接合部の表面形状最適化による人工心臓の生体適合化に関する研究を統合し，更なる大型資金獲得を目指す．
２． 計画名 四肢障がい者のための歩行・生活支援システムに関する研究（１） 実施結果： 得られた成果、今後の課題など
座位での移乗を可能とする前傾姿勢を利用した移乗器の開発，立位・不整地移動を可能にする高性能電動車いすの開発，軽度片麻痺障がい者のための車輪型歩行アシスト機の操作性向上等の研究を行っている．
（２） 資金獲得の結果：2019 年度ライフサポート科学教育研究センター報告書巻末に記載（３） 特筆すべき事項： 2019 年度ライフサポート科学教育研究センター報告書巻末に記載
３． 計画名 最適・快適環境創出のための計測制御・評価技術の開発（１） 実施結果： 得られた成果、今後の課題など
熱流体工学を中心とした研究課題に取り組んでおり，21世紀を志向した環境配慮型高付加価値熱交
換器やエネルギー機械（水車．風車）への応用を目指している．また，2020年2月4日には，日立市一
般廃棄物処理基本計画策定検討委員長（稲垣）として一般廃棄物処理基本計画を日立市長へ答申した．
（２） 資金獲得の結果： 2019 年度ライフサポート科学教育研究センター報告書巻末に記載（３） 特筆すべき事項： 2019 年度ライフサポート科学教育研究センター報告書巻末に記載
４． 計画名 ライフサポート技術を活かした萌芽的横断研究の検討（１） 実施結果： 不整地を移動可能な新しい移動メカニズムとして，テンセグリティ構造を用いて接着細胞の膜運動を模擬したソフトアクチュエータを提案した．卒業研究を通して 30×30×30 cm サイズのテン
セグリティ構造体を複数個試作し，その移動メカニズムの検討を行った．
（２） 資金獲得の結果： 開発試作機による初期研究成果をもとに，科研費挑戦的研究（萌芽）へ申請した．今後もアクチュエータの機構，駆動方法の検討を重ね，継続的に資金獲得を目指す．
（３） 特筆すべき事項： 本研究内容には細胞機能模擬，小型アクチュエータ・機構開発，制御方式研究等の複数の研究課題が内在するため今後の教員間共同研究対象として期待できる．
グループ全体の特筆すべき事項として以下を達成した。
原著論文 42 編, 国内外での学会発表 102 件,
学会賞等受賞 8 件, 著書・解説 2 編, 競争的資金獲得 4 件, 採択科研費 12 件
（詳細は 2019 年度ライフサポート科学教育研究センター報告書巻末に記載）
その他（参考資料、報告書など）（注）このページに収まらない場合は、必要に応じてページを追加する。

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２．人材育成○実施計画
１． 計画名 大学院博士前期課程ライフサポートプログラムの改良と展開（１） 実施概要： 改組後の大学院機械システム工学専攻にて発足したライフサポートプログラムにおいて，プログラムのコア科目（医用工学特論，ディジタル制御特論，介助ロボット工学特論，生体機能計
測学特論）を始めとした専門科目の見直しを図ることで２年後のプログラム改良を目指す．さらにこれからの大学教育に期待されているリカレント教育へ対応するために，公開講座等の本学既存の仕組みを使った本プログラムの活用可能性も検討する．
（２） 実施予定時期： 2019 年 4 月～2020 年 3 月（３） 実施体制
・ 責任者： 増澤徹
・ メンバー： 近藤良，森善一，長山和亮，他（４） 資金獲得計画： 学内外での教育充実化プロジェクトへの申請（５） 実施における課題：
医療・福祉現場で実際の活躍する人達とって有効となるリカレント教育を如何にして具現化していく
か，十分に検討していく必要がある．
２． 計画名 ライフサポート科学教育研究センター講演会の実施（１） 実施概要： 生活支援領域・環境創出領域からライフサポートロボティクスあるいはエコエネルギー技術に関する著名な外部講師を承諾し，基調講演を開催する．今年度は，毎年日立キャンパスにて開催される日本機械学会・関東支部・茨城講演会と共催することで，特に他分野との融合研究促進を目指した先端技術の情報提供や，学生への教育効果の充実を目指す．
（２） 実施予定時期： 2019 年 8 月（３） 実施体制
・ 責任者： 増澤徹
・ メンバー： 清水年美，森善一，長山和亮，長真啓，他（４） 資金獲得計画：
日本機械学会・関東支部との共催経費負担（５） 実施における課題：
今後，日本機械学会・関東支部・実行委員会と本格的に交渉予定．
３． 計画名 青少年をターゲットにしたライフサポート科学技術の一般公開（１） 実施概要： 「エコフェスひたち」や「青少年のための科学の祭典」などに積極的に出展し，特に小中高生に対してライフサポート分野の科学技術をより身近に感じてもらえる活動を促進していく．併せて大学の高校インターンシップにも積極的に協力して技術公開したり，必要に応じて茨城県教育庁が主催する「未来の科学者育成プロジェクト事業」および「科学の甲子園参加者強化トレーニンング」へも協力しながら茨城大学のブランド力向上へ貢献していく．
（２） 実施予定時期： 2019 年 6 月〜12 月（３） 実施体制
・ 責任者： 稲垣照美
・ メンバー： 西泰行，李艶栄，長山和亮，森善一，長真啓，増澤徹，他（４） 資資金獲得計画： 「エコフェスひたち」，「青少年のための科学の祭典」主催への資金申請＆獲得実施における課題： 特になし
○実施結果（中間報告時と年度末に、実施結果を記載してください。）
１． 計画名 大学院博士前期課程ライフサポートプログラムの改良と展開（１） 実施結果：大学院機械システム工学専攻ライフサポートプログラムの２年目の実施を行った．
医用工学特論（M1，２Q）：受講者15名に対し，生理学，医療機器に関する教育を行った．
ディジタル制御特論（M1，２Q）；受講者29名に対し，離散時間制御理論に関する教育を行った．
介助ロボット工学特論：受講者22名に対し，介助福祉ロボットに関する教育を行った．
生体機能計測学特論（M1，４Q）：細胞や分子レベルでの生体機能計測に関する教育を行った．
生体ロボット工学概論（M1，4Q）：受講者17名に対し，ヒトの身体運動制御に関する教育を行った．
（２） 特筆すべき事項：プログラム化を行ったことで一部講義では受講者増加が見られた．今年で２年目であ9るため，本年度後期に授業内容に関してプログラム FD を行い，来年の改良に向けて検討した．
２． 計画名 ライフサポート科学教育研究センター講演会の実施（１） 実施結果： 茨城大学工学部附属教育研究センターセミナーとして「ヒト関節とロボット関節の計測と制御」とのタイトルで講演会を実施した．
実施日：２０１９年 ９月２５日（水）１７：００～１８：３０
実施場所：茨城大学工学部 E1 棟 10 番教室
講師：茨城大学理工学研究科機械システム工学領域 矢木啓介助教
題目：ヒト関節とロボット関節の計測と制御
参加者数：４７名（２） 特筆すべき事項：セミナー形式で発表最中の質問自由としたため，活発な討論が行え，通常の講演会より良好な講演者と参加者間のコミュニケーションが図ることができ，有意義な講演会となった．
３． 計画名 青少年をターゲットにしたライフサポート科学技術の一般公開（稲垣先生 更新をお願いします）
・2019年 7月 エコフェスひたち2019出展（稲垣）・2019年 7月 日立市環境審議会（第4次日立市環境基本計画策定へ向けた準備） （稲垣）・2019年１2月 青少年のための科学の祭典 日立大会への出展 （稲垣）その他（参考資料、報告書など）（注）このページに収まらない場合は、必要に応じてページを追加する。

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2.研究報告11

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Fig.1 Tensegrity structure and soft robot
14

Fig.2: Overview of winding part of tensegrity\[]:     8  9
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Fig.3/ Relationship between wire winding
and rigid body inclination

Fig.4

&/Elastic body winding with tensegrity

15
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Yuto Ueda and Toru Masuzwa
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Fig.1 Control system of the magnetic bearing andpermanent magnet synchronous motor

Fig.2 Structure of the maglev centrifugal pump
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- / ľ(a) Oscillation amplitude of levitated impeller

Fig. 4 Vibration test(b) Power consumption of the maglev motor
Fig.3 Magnetic levitation performance of the developed
homopolar maglev motor
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Fig. 5 HQ characteristics of the maglev pump17

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'$&*#%( # '$&*#!)"*Fig. 6 Pump hydraulic efficiency

Fig. 7 Power consumption of the maglev pumpduring pump operation

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茨城大学重点研究プロジェクト 「人の暮らしを豊かにするライフサポート科学の創成」
ライフサポート教育研究センター

顕微鏡下マイクロ引張試験機を用いた細胞の力学特性と接着力の実測
Development of a cell micro tensile testerand its application to investigate the mechanical properties and adhesion forces of cells.
小幡 祥太，大畠 成暁，長山 和亮
茨城大学大学院理工学研究科機械システム工学専攻
Shouta OBATA，Shigeaki OHATA，Kazuaki NAGAYAMA
Micro-Nano Biomechanics Laboratory, Department of Mechanical Systems Engineering, Ibaraki University
1.は じめ に
生体組織を構成している細胞は，外部からの力学刺激に応じて自身の形態や構造，増殖性・運動性といった機能を変化させる．特に，血管や骨，靭帯などは生体内で常に荷重に曝されており，適切な荷重が作用していることが，組織を形成する細胞の形態や機能，材料力学的な特性の維持に決定的な影響を及ぼすと考えられている [1][2]．
そのため，細胞そのものの材料力学的特性や，細胞と基質間の接着力を実測・定量化することは，細胞のメカノトラ
ンスダクションの理解に繫がるだけでなく，生化学的・材料
力学的に最適化された再生組織を形成する上でも欠かすことができない．
このような背景から当研究室では，顕微鏡下で細胞を観察しながら，その力学特性や基質との接着力を計測できる
マイクロ引張試験機を開発し，主に血管壁を構成している
平滑筋細胞の力学特性を明らかにしてきた [3]．しかし，これまでの引張試験機では，試験後に撮影画像を使って力や細胞の変形を計測する方式であったため，解析に時間を要し，試験中に力やひずみを制御することができなかった．そこで，今回は，顕微鏡下で細胞に引張変形を加えながら，その場で力と変形を算出可能なマイクロ引張試験機に改良するとともに，特に子宮頸がん由来の HeLa 細胞を対象にして，細胞全体の引張スティフネスと，細胞と基質との接着力を実測した．
2. マイクロ引 張 試 験 機 の 開 発
2-1 細 胞 用 マイクロ引 張 試 験 機 の 概 要
図 1 に開発したマイクロ引張試験機の概要図を示す．この試験機は，細胞の力学特性や，細胞と基質に働く接着力を実測することを目的とする．そのために，先端径を数μm に加工したガラス製のマイクロニードルで試料の片側を把持して，細胞を引張るときのニードルのたわみ量を計測する．そのたわみ量にマイクロニードルのバネ定数を乗じることで力を計測する．このときニードルを一定速度で駆動させながら，同時に顕微鏡画像からニードルの位置を検出し，ニードルのたわみ量をリアルタイムに算出することができる．
2-2．自 動 解 析 ・制 御 ソフトウェア開 発
Microsoft Visual C++および画像処理ライブラリ Open
Source Computer Vision Library（OpenCV，version3.4.3）を使用して，自動解析・制御用のプログラムを作成した．すなわち，顕微鏡カメラ画像からマイクロニードルの位置を自19動検出する画像解析法として，次に述べる「ニードル輪郭追跡法」を考案した．
まず，顕微鏡用のカラーCCD カメラ（DFK23U274，The
Imaging Source）で細胞引張試験中の顕微鏡画像を取得
しつつ，ニードル位置を検出するため，メディアンフィルタ
処理や二値化処理をする．得られた二値画像からニードルの輪郭を検出し，輪郭座標を保存する．得られた全輪
郭座標から，ニードルの先端座標を抽出するため，y 座標
に関して最大値を持つ点をニードルの先端座標として追跡させる．そして，その点から xy 方向に一定の値だけ平行移動させたニードルと細胞との接着点座標を記録し，ニー
ドルの変位を算出する（図 2，tracking point）．
事前に取得した細胞引張試験時の動画を用いて，「ニードル輪郭追跡法」で自動追跡した結果を図 3 に示す．画像処理ソフト Image J で，ニードルの移動量を 10 フレームごとに精密に手動計測したデータを基準値とし，自動追跡データとの 1 フレーム当たりの誤差の累積公差（nm/f）を求めたところ，20 nm/f に抑えることができた（図 3）．この手法は，周辺に移っている細胞が二値化検出されても，ニードルの輪郭座標を取得してニードルの先端を追跡するため，誤差が小さくロバスト性が高いと考えられる．
2-3．細 胞 把 持 お よび 引 張 制 御 部
細胞把持および引張制御機構は，Nagayama ら [4]による細胞用引張試験装置の構造を参考に，PZT アクチュエータでニードルを水平方向に移動させて細胞試料を引張る方式とした．この PZT アクチュエータは当研究室で自作したもので，汎用の PZT 素子の変位 17 μm を変位拡大機構によって，約 160 μm 駆動できるように改良されている．しかし，PZT 素子のヒステリシス特性によって，PZT 素子の変位量は印加電圧に対して非線形な変位が生じる．
そこで，PZT 素子にひずみゲージを貼り付け，PZT 素子の変位量を直接管理する方式とした．ひずみゲージの出力とマイクロニードルの変位量の間には良好な線形関係が得られたので，ひずみゲージの出力を管理することで，PZT アクチュエータの変位を制御し，マイクロニードル位置を精密に調整できる．これらの制御プラグラムを，2・2 節の自動解析プログラムと並行して実行できる方式とし，ニード
ルを自動で駆動させながら，その位置情報をリアルタイム
で取得できるようにした．

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Fig. 1 Schematic diagram of a micro tensile
tester for measuring the single cell mechanicalproperties.
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Fig. 2 Tracking the microneedle tipby the contour detection method in phase contrast
images.

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Displacement of the microneedle [µm]'$&*#

35
30
25
20
15

Auto image analyze

10

Manual measurement

5
0
0

50

100

150

200

250

Frame [s]Fig. 3 Verification of accuracy of automatic image
analysisby the contour detection method.

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ライフサポート教育研究センター

ずみ 10～30 %で 7.3 ± 2.5 nN/%であり，接着力は274.0 ± 42.8 nN であった．当研究室の先行研究では，血管平滑筋細胞の引張スティフネスは 44.8 ±7.4 nN/%，接着力は 750 ± 400 nN で，引張スティ
フネスは細胞の初期形状に関わらずに，ほぼ一定の値をとり，接着力は細胞の面積や幅に大きく依存すると報告している [3]．これに対し，本研究で計測した HeLa 細胞の引張スティフネスと接着力は，血管平滑筋細胞の半分以下の値となった．また，Cell 1～3 は引張スティフネスに顕著な非線形性が生じ，引張初期（ひずみ 0～10 %）に比べ，後期（ひずみ10～30 %）になると，スティフネスが約半分になった．
細胞初期形状データとの相関を確認したところ，
HeLa 細胞の接着力は，先行研究で報告されている
血管平滑筋細胞と同様に細胞面積や幅が大きくなるほど，接着力も大きくなる傾向が得られた．一方，引張スティフネスは，細胞面積，長さ，幅が大きくなるほど小さくなる傾向があり，変形が大きくなるほど顕著になった．このことから HeLa 細胞は，血管平滑筋などの正常組織由来の細胞と，構造ならびに接着機構が大きく異なる可能性がある．これまで，
血管平滑筋細胞などの間葉系組織由来の細胞は，面積が広がるほどアクチン細胞骨格の張力が増加し，接着タンパク質の産生も増加すると考えられてきた．これに対し HeLa 細胞はアクチン細胞骨格が少なく，細胞の形態を支える作用が比較的小さい変形
範囲に留まっている可能性がある．

0.4
0.35

Force [µN]

0.3
0.25

Cell 1

0.2

Cell 20.15

Cell 30.1

Cell 40.05

Cell detachment

0
0

10

20

30

40

50

60

70

80

Cell strain [%]Fig. 6 The force-strain curves obtained in the celltensile test of HeLa cells.

4.結 論
本研究では，顕微鏡下で細胞に引張変形を加えながらモニタリング処理して，その場で力と変形を算出可能なマイクロ引張試験機を開発し，HeLa 細胞
全体の引張スティフネスと，細胞と基質との接着力を実測した．HeLa 細胞は血管平滑筋細胞と比べて，スティフネス，接着力ともに半分以下になった．今21

後は，細胞骨格や核などの内部構造物を蛍光観察しながら力学試験をするなどして，細胞の構造の違いと材料力学的特性との関連性を詳しく調べていく．
さらに，細胞画像をパーソナルコンピュータ上に映し出しながらマウス操作だけで，任意の位置にニードルを操作できるようなシステム開発を目指した
いと考えている．
謝 辞 ： 本研究の一部は日本医療開発機構・革新的先端 研 究 開 発 支 援 事 業 （ AMED-CREST,
JP19gm0810005），科研費 (17H02077, 19K22944)，および内藤記念科学奨励金の援助のもとに行われました．
ここに記して謝意を表します．
【参 考 文 献 】(1) Yamamoto N, Ohno K, et al, “Effects of Stress
Shielding on the Mechanical Properties ofRabbitPatellarTendon”
Journalof
BiomechanicalEngineering
115,(1993)
pp23-28(2) Matsumoto T, Okumura E, Miura Y, et al,“Effect of Smooth Muscle Cells on the
Mechanical Response of Rabbit Carotid
Arteries in Culture” JSME International
Journal Series C Mechanical Systems, Machine
Elements and Manufacturing 42, (1999)
pp514-520(3) 長山和亮, 大畠成暁, “顕微鏡下マイクロ引張試験
機による血管平滑細胞のスティフネスと接着力の定量解析 - 細胞の硬さと接着力の実測 - ” 精
密工学会誌, 85-9, (2019)(4) Nagayama K and Matsumoto T, “Estimation of
single stress fiber stiffness in cultured aortic
smooth muscle cells under relaxed andcontracted states: Its relation to dynamic
rearrangement of stress fibers” Journal ofbiomechanics, 43, (2010), pp. 1443-1449

3.プロジェクト業績

22

活動実績

2019/7/20

エコフェスひたち出展
機械システム工学領域 教授

稲垣照美

2018/12/1

青少年のための科学の祭典出展
機械システム工学領域 教授 稲垣照美

2018/11/27

茨城大学工学部 研究室訪問交流会
研究室公開「車両計測・制御研究室」
機械システム工学領域 准教授 道辻洋平
機械工学における計測・制御技術を活用し，鉄道車両や自動車の安全性向上に資する研究として．研究紹介のパネルや動画，スケール
モデル鉄道車両実験装置やドライビングシミュレーターについて説明.

2019/1/11

ライフサポート科学教育研究センター講演会
講師：矢木啓介助教
題目：ヒト関節とロボット関節の計測と制御
茨城大学工学部附属教育研究センターセミナーとして実施．
（参加人数 47 名）

23

工学部付属教育研究センターセミナー
2019年 9月 25日『制御』ヒト関節とロボット関節の計測と制御

何もしなければ個々の法則に従った振る舞いをする
システムに働きかけ, 望みの振る舞いを実現させること  
  
 









人間関節の特性を知る

機能性材料を用いたロボット関節

柔剛融合関節による動作支援

人間関節の特性をシェアする

関節の固さ・柔らかさ
動作の習得度合いの指標!"#$%&'&()*#+)&,-,+./

01#+,&,-,+./

2,",(*,&,-,+./

柔らかさの定量化
変位 ! !""!(s)..

反力 " !"".

" !""#$##! !""#%#$! !""#%#%! !""関節の固さ・柔らかさ

機械インピーダンス：慣性 # &#粘性 $ & 弾性 %柔らかいロボットの規範!

24

飛び移り座屈機構

インピーダンスを測る

構成要素 (例)

板バネ
サーボモータ SG92R
マイコン Arduino UNO
H. Lee & N. Hogan, IEEE T-NSRE 2015.
M. Hassan, K. Yagi, et al., IEEE EMBC 2017.

!

!

動作のモデル化
1次座屈とケーブルマスの結合系
F(x,t)
モータ軸

Ox

板バネ

x(t)

おもり

m

推定対象

M

非線形復元力飛び移りを発生させる)*+,-./0123/(4+05-6!"#$%%&
7+8/%+.29:--;6

!"#

ワイヤ引張力X(t)!"$%'(&

OX

インパルス応答を発生させる!"

Results/-01203415678960:2-;!"#$%&'()

5 Males: 20 ~ 29 yo<7.2=408>5?@=4A-'-71;

Inertia*"+$%,-.()

Viscosity

Stiffness

kgm2

0.26 Nms/rad

12.7 Nm/rad( 0.007 kgm2 )( 0.34 Nms/rad )( 15.6 Nm/rad )0.004)B-478C4=2-

!"#

K. Yagi, et al., IEEE Robotics and Automation Letters, 2018.

25

Results
Viscosity

Inertia
$%

!"#

3
2

!"#

3
2
1

1

人間関節の特性を知る

Stiffness$&

飛び移り座屈機構による独自のインピーダンス推定法を提案

32

準静的条件下での関節特性推定を通して有効性を検証

1

Future Topics
作業中の人間関節インピーダンス
歩行中の足関節Peg-in-hole中の手関節

力センサレス推定手法の開発*
作業中というシナリオに向けて!

K. Yagi & H. Mochiyama, IEEE EMBC 2019.

"#"#

"#

 $%&'(#)*+#,-#./-0-12-3(4MR-Link: 柔剛融合ロボット関節



パワーの流れを調節可能なロボット関節機構
人間関節の特性を知る

機能性材料を用いたロボット関節

柔剛融合関節による動作支援

人間関節の特性をシェアする

電磁石

MR流体の可変粘性

MR流体

1. 流体とバネの粘弾性モード
2. 降伏応力による高剛性モード

圧縮バネ!"#$%&'&()*#+)&,-,+./

01#+,&,-,+./

S. Shimizu, et al., IEEE ROBIO 2009.

2,",(*,&,-,+./

MR-Linkモデル
Current#!#" $ %&'(#) $ *# + , - ./ &'(012&#()
012 #) 3 4 5#) 6 #) &#) 7 8(
-9:9 &#) 4 8(

可変粘性項 %!&"#と降伏応力 !"!&"#を調べる$

矢木, 他: SICE SI 2016.

!"

26

!
"

!"

#$
!"

実験装置と手順

Results
Viscosity [Ns/m]

Mass [kg]Spring [N/m]Holding Force [N]!"

人間関節の特性を知る

機能性材料を用いたロボット関節

柔剛融合関節による動作支援

人間関節の特性をシェアする

Demonstration
矢木, 他: RSJ 2017.
!"#$%&'&()*#+)&,-,+./

01#+,&,-,+./

2,",(*,&,-,+./

Semi-Activeな歩行支援

足首角度の時間変化

相平面上での歩行解析

足首角度の時間変化

相平面上での歩行解析!"#$%&'&()*#+)&,-,+./

01#+,&,-,+./

2,",(*,&,-,+./

Heel contactで環境から受ける力をSwingで利用する

27

Pilot Test

Smart-AFO

Participant
Sex: MaleWeight : 70kg
Height : 176 cm
Affected : Left
Spasticity: 3 (Ashworth Scale)

10m walking with AFOs

粘弾性モード高剛性モードPlastic AFO – His own
Smart AFO – Proposed
GaitSolution – Commercial(粘)弾性モード

Results

MR-Linkを利用したパワーの流れの調整

Normalised to theresults of Plastic AFO.

Smart-AFO!"

T. Ohba, et al.: IEEE/RSJ IROS 2015

GaitSolution

M. Hassan, K. Yagi, et al., IEEE EMBC 2019.



柔剛融合関節による動作支援
歩行中の足関節と床との物理的相互作用にMR-Linkを導入
柔剛融合関節によるエネルギー調整で歩行支援を実現

Future Topics

人間関節の特性を知る

機能性材料を用いたロボット関節

柔剛融合関節による動作支援

人間関節の特性をシェアする

柔らかさとパワーの流れの理論
他の動作支援への展開
荷上げ下ろし作業などでの腰動作支援**M. Hassan, K. Yagi, et al., IEEE/RSJ IROS 2019. (To be presented)!"#$%&'&()*#+)&,-,+./

01#+,&,-,+./

2,",(*,&,-,+./

運動感覚の共有

関節特性を知るための方法
1. システム同定
2. 筋骨格モデルと筋電位 + 筋刺激による感覚提示
3. 超音波診断!"28

実験装置と手順

EMG to EMS: Mapping Function
Study 2: $)(* " + !

EMG

EMG

Stiffness

EMS

Study 1: ! " # $%&'(

Stiffness

EMS

Mapping Function: $%&'( " # ,- +,- $)(*!"!"

Perceptual Study
EMG

Stiffness

EMS

EMG Value [%MVC]

Stiffness [Nm/rad]Stiffness [Nm/rad]

EMS [%Maximum Stimulus Strength]
Reported Likert Scale

Results

Participants!"#$% & ' !(%) * +J. Nishida, K. Yagi, et al., IEEE EMBC 2019.

,

8 Males
4 Levels of %MVC
5 Repetitions' & -.-/01+ & 2-.31

J. Nishida, K. Yagi, et al., IEEE EMBC 2019.

average (!), median (), outlier (・) and total range of variation



人間関節の特性をシェアする
関節の機械的特性を介して筋電位と筋刺激の関係式を定義
障がいを持つ人に持たない人の感覚を伝える技術を持たない人に持つ人の感覚を伝える

人間関節の特性を知る

機能性材料を用いたロボット関節

柔剛融合関節による動作支援

人間関節の特性をシェアする

Future Topics
動特性の検討
インピーダンスによる感覚シェア

作業中のEMG-EMS Mapping
Stiffnessの角度依存性の検討!"#$%&'&()*#+)&,-,+./

29

01#+,&,-,+./

2,",(*,&,-,+./

『制御』『ライフサポート』

何もしなければ個々の法則に従った振る舞いをする

何もしなければ個々の理想と異なる振る舞いをする

システムに働きかけ, 望みの振る舞いを実現させること

人の身体に働きかけ, 望みの振る舞いを実現させること





 

Acknowledgements
E&R Center for Life Support Science

Prof. T. Masuzawa

Prof. Y. Mori

Dr. H. Mochiyama

Prof. K. Suzuki

Prof. Y. Aiyama

Director of E&R Center for LSS

Dr. M. Hassan

Prof. K. Nagayama

Dr. K. Hsiao

Dr. J. Nishida

Dr. M. Osa

and Thank you for your kind attention!

K. Yagi: Joint Mechanisms - Their Properties, Control and Applications.

30









!!!

業績一覧【原著論文】
1) 牧田丈靖，増澤徹，信太宗也，長真啓，Daniel L Timms: 全置換型磁気浮上連続流人工心臓の流量バランス制御のための数値流体解析を用いた右心用ポンプの改良，ライフサポート, 31/ 3, 116-122, 2019.
2) 羽根田洋輔，増澤徹，長真啓，尾関和秀，岸田晶夫，巽英介: 冠動脈バイパス手術における血管接合支援デバイスの研究開発, ライフサポート学会誌, 31, 151-157, 2019.
3) 織原涼雅，増澤徹，長真啓，巽英介: 小児用人工心臓のための超小型磁気浮上モータの改良 日本 AEM 学会誌,
27/ 226, 219-225, 20194) Masahiro Osa, Toru Masuzawa, Ryoga Orihara, Eisuke Tatsumi: Performance enhancement of a magnetic system in aultra compact 5-DOF-Controlled self-bearing motor for a rotary pediatric ventricular assist device to diminish
energy input，Actuators MDPI 2019/ 8,31, 1-14, 2019.
5) Masahiro Osa, Toru Masuzawa, Ryoga Orihara, Eisuke Tatsumi: Characterizing A Compact 5-DOF controlled
Self-Bearing Motor with Modified Magnetic Circuit to Improve Suspension Performance for Pediatric VAD， 日本
AEM 学会誌 27/ 1, 55-60, 2019.
6) Takashi NAOE, Hiroyuki KOGAWA, Nobuatsu TANAKA and Masatoshi FUTAKAWA: Pulsed Pressure Induced
Cavitation Erosion in Mercury Narrow Channel under Flowing Conditions，Advanced Experimental Mechanics 4,17-21, 2019.
7) S. Kawamura, T. Naoe, N. Tanaka, and M. Futakawa: Evaluation Growing and Collapsing Behaviors of Cavitation
Bubbles under Flowing Condition, Advanced Experimental Mechanics Advanced Experimental Mechanics 4, 33-37,
2019.
8) 木村 孝之, 山根 康平, 増澤 徹: 2 次元集積化磁気センサへの相関二重サンプリングの導入とノイズ低減に関する検討， 電気学会論文誌. E（センサ・マイクロマシン部門誌）, 139-3, 61-62, 2019.
9) Yamashiro Y, Thang BQ, Ramirez K, Shin SJ, Kohata T, Ohata S, Nguyen TAV, Ohtsuki S, Nagayama K, Yanagisawa
H: Matrix mechanotransduction mediated by thrombospondin-1/integrin/YAP signaling pathway in the remodeling ofblood vessels, Proc. Natl. Acad. Sci. USA (in press).
10) Nagayama K, Fukuei T: Cyclic stretch-induced mechanical stress to the cell nucleus inhibits ultraviolet
radiation-induced DNA damage, Biomechanics and Modeling in Mechanobiology (in press).
11) Nagayama K: Biomechanical analysis of the mechanical environment of the cell nucleus in serum starvation-induced
vascular smooth muscle cell differentiation, Journal of Biomechanical Science and Engineering 14(4): 19-00364.
12) Nagayama K, Suzuki Y, Fujiwara D: Directional dependence of cyclic stretch-induced cell migration in wound healing
process of monolayer cells, Advanced Biomedical Engineering 8, 163-169, 2019.
13) 長山和亮，大畠成暁: 顕微鏡下マイクロ引張試験機による血管構成細胞のスティフネスと接着力の定量解析 (細胞の硬さと接着力の実測), 精密工学会誌 85 (9), 800-804, 2019.
14) Maeda E, Atsumi Y, Ishiguro M, Nagayama K, Matsumoto T: Shape-dependent regulation of differentiation lineagesof bone marrow-derived cells under cyclic stretch, Journal of Biomechanics 96(109371), 1-8, 2019.
15) S. Oshima, T. Sato, M. Honda, Y. Suetsugu, K. Ozeki, M. Kikuchi: Fabrication of gentamicin-loadedhydroxyapatite/collagen bone like nanocomposite for anti-infection bone void fillers, Int. J. Mol. Sci., 21, 551, 2020.
16) I. Harayama, T. Tamura, S. Ishii, K. Ozeki, D. Sekiba: Improvement of detection limit for hydrogen in high-resolution
ERDA by using scanning solid state detector, Nucl. Instr. Meth. B, 456, 74-79, 2019.

3117) T. Joutsuka, S. Yamauchi: Low-pressurechemicalvapordepositionofCuonRusubstrateusing CuI: Ab initio calculation,
J. Phys. Chem. Lett. 741, 137108 1-5, 2020.
18) 北山文矢，近藤良: 制振用二自由度アクチュエータの特性解析，日本 AEM 学会誌 27/ 3, 76-81, 2019.
19) 佐藤駿，北山文矢，岡田養二，近藤良: 磁束集中型振動発電装置を用いた歩行発電， 日本 AEM 学会誌 27/ 3,
348-353, 2019.
20) Yohji OKADA, Ken-ichi MATSUDA, and Ryou KONDO: Development of compact and high torque 16 pole 18 slot
motor for power assist legs， Mechanical Engineering Journal The Japan Society of Mechanical Engineers 61/ 6,
1-10, 2019.
21) Yoshikazu Mori Ken Maejima Masato Yukishita:ABLE: A Standing Style Transfer System for Persons with Lower
Limb Disability，Research in Medical & Engineering Sciences 7/ 5, 1-8, 2019.
22) Yoshikazu Mori Shohei Kojima Keisuke Yagi: Wearable Device for Sitting Up Support of Parkinson Patients，Research in Medical & Engineering Sciences 7/5, 1-3, 2019.
23) 小島祥平, 森善一, 矢木啓介: パーキンソン病患者の自立起居動作補助器の開発，ライフサポート学会誌 31/3,
108-115, 2019.
24) Yasushi Habu, Keiichiro Uta, Yasuhiro Fukuoka: Three-dimensional walking of a simulated muscle-driven quadruped
robot with neuromorphic two-level central pattern generators， International Journal of Advanced Robotic Systems,
16/6, 2019.
25) 福井貴大, 松川宗一郎, 福岡泰宏: Pace を基本歩容とする 4 脚ロボットのための自律歩容遷移手法，日本機械学会論文集（Ｃ編）, 85/ 870, 18-36, 2019.
26) Fukui T, Fujisawa H, Otaka K, Fukuoka Y: Autonomous Gait Transition and Galloping over Unperceived Obstaclesof a Quadruped Robot with CPG Modulated by Vestibular Feedback, Robotics and Autonomous Systems, 111, 1-19,
2019.
27) Toshio Tsuji, Shota Nakashima, Hideaki Hayashi, Zu Soh, Akira Furui, Tato Shibanoki, Keisuke Shima, and Koji
Shimatani: Markerless Measurement and Evaluation of General Movements in Infants, Scientific Reports, Vol. 10,2020.
28) Yasuyuki Nishi, Yuichiro Yahagi, Takashi Okazaki, Terumi Inagaki: Effect of Flow Rate on Performance and Flow
Field of an Undershot Cross-Flow Water Turbine，Renewable Energy, 149, 409-423, 2020.
29) Yasuyuki Nishi, Tomoyuki Kobori, Yutaka Kobayashi, Terumi Inagaki, Norio Kikuchi: Study on Foreign Body Passage
in an Ultra-Small Axial Flow Hydraulic Turbine, International Journal of Fluid Machinery and Systems 13/1, 68-78
2020.
30) Yasuyuki Nishi, Kentaro Hatano, Takashi Okazaki, Yuichiro Yahagi, Terumi Inagaki: Improvement of Performance ofUndershot Cross-Flow Water Turbines Based on Shock Loss Reduction , International Journal of Fluid Machineryand Systems 13/1, 30-41, 2020.
31) 稲垣照美，坂本飛鳥，岩田拓巳，李艶栄: 多段型潜熱蓄熱式熱交換システム向け新蓄熱物質の探索と熱物性評
価, 化学工学論文集 化学工学会 45/ 6, 219-226, 2019.
32) Yasuyuki Nishi, Tomoyuki Kobori, Terumi Inagaki, Norio Kikuchi, Nozomi Mori: Study of the Internal Flow Structureof an Ultra-Small Axial Flow Hydraulic Turbine，Renewable Energy, 139, 1000-1010, 2019.
33) 丸茂喜高，山﨑光貴，鈴木宏典，道辻洋平: 予測された信号現示を路面に呈示する運転支援システムの検討, 自動車技術会論文集, 50/4, 1145-1150, 2019.
34) Akira Matsumoto, Yohei Michitsuji, Yosuke Ichiyanagi, Yasuhiro Sato, Hiroyuki, Ohno,Masuhisa, Tanimoto, Atsushi
Iwamoto, Takuji Nakai: Safety measures against flange-climb derailment in sharp curve-considering friction32coefficient between wheel and rail–, Wear, 432-433, 2019.
35) 風間晃輝, 道辻洋平, 丸茂喜高: ヒヤリハットデータベースを用いた信号交差点でのドライバ判断支援システムの評価, 日本機械学会論文集, 85/875, 1-12, 2019.
36) 阿部美帆, 榎本忠夫, 鈴木準平, 藤田昌史, 桑原祐史: UAV 画像を用いたマーシャル共和国 Eneko 島における有孔虫ハビタットの調査，沿岸域学会誌, 32/4, 2020.
37) Suzuki J, Nakano D, Imamura M, Yamamoto R, Fujita M: Assessing a polluted river environment by oxidative stressbiomarker responses in caddisfly larvae，Science of the Total Environment, 696, 134005, 2019.
38) 呉青栩, 土山美樹, 鈴木準平, 藤田昌史: 都市下水の成分が汽水性ヤマトシジミの成長力に及ぼす影響， 土木
学会論文集 B2（海岸工学）, 75/ 2, I_1135-I_1139, 201939) Wang F, Matsubara H, Nittami T, Fujita M: Utilization of a silicon rubber membrane for passive oxygen supply in a
microbial fuel cell treating carbon and nitrogen from synthetic coke-oven wastewater, Applied Biochemistry andBiotechnology，189/1, 217-232, 2019.
40) Suzuki J, Imamura M, Fujita M: Oxidative stress response of caddisfly Stenopsyche marmorata larvae to abrupt
hypoxia–normoxia shift Aquatic Toxicology, 211, 66-72, 2019.
41) 塙翔一郎, 藤田昌史, 桑原祐史: Deep Learning 応用による河川水の濁りを対象とした流況画像分類に基づく河川
モニタリング―茨城県水戸市沢渡川を対象として―，土木学会論文集 G（環境），75/5, I_297-I_306, 2019.
42) Pokhrel P, Akashi J, Suzuki J, Fujita M: Oxidative stress responses to feeding activity and salinity level in brackish
water clam Corbicula japonica，Science of the Total Environment，665, 191-195, 2019.
【著書・解説】
1) 長山和亮: メカノセンシングにおける細胞接着・細胞骨格・核の機能, バイオマテリアル－生体材料－, 38(1),30-35, 2020.
2) Toshio Tsuji, Taro Shibanoki, Go Nakamura, Akira Furui: Development of Myoelectric Robotic/Prosthetic Hands
with Cybernetic Control at the Biological Systems Engineering Laboratory, Hiroshima University, Journal of
Robotics and Mechatronics, 31(1), 27-34, 2019.
【学会発表 (国際会議)】
1) S. Kawamura, T. Naoe, N. Tanaka, M. Futakawa: Effect of wall boundary on growing and collapsing behaviors ofcavitation bubble, Proceedings of the 14th International Symposium on Advanced Science and Technology inExperimental Mechanics, Tsukuba, 2019/11/1-4.
2) Y. USHITSUKA, M. TESHIGAWARA, T. NAOE, M. FUTAKAWA, K. SARUTA, T. MURAMATSU, T. YAMADA, N.
TANAKA and K. YAMASAKI: Observation of behavior, such as spattering and fume, at melting zone caused by highpower pulsed laser injection on metal using high speed photography technique, Proceedings of the 14th International
Symposium on Advanced Science and Technology in Experimental Mechanics, Tsukuba, 2019/11/1-4.
3) T. NAOE, M. TESHIGAWARA, M. FUTAKAWA, H. MIZUTANI, T. MURAMATSU, T. YAMADA, Y. USHITSUKA,
N. TANAKA and K. YAMAZAKI: Development on laser cutting technique to suppress spatter particles aiming at
disposal of radio-active waste, Proceedings of the 8th International Congress on Laser Advanced Materials
Processing, Hiroshima, 2019/5/21-24.
4) S. Kawamura, T. Naoe, N. Tanaka and M. Futakawa, Evaluation of flowing effect on growing and collapsing behaviors
of cavitation bubble in narrow boundary, Proceedings of the 15th International Student Conference in Ibaraki, 2019.
5) Nagayama K, Fukuei T：Cyclic stretch-induced mechanical stress to the cell nucleus improves the ultraviolet

33

radiation resistance in cells，the 17th International Conference on Biomedical Engineering (ICBME2019)，Singapore,
2019/12/9-12.
6) Nagayama K：A novel micro-grooved collagen substrate for inducing vascular smooth muscle cell differentiation
through cell tissue arrangement and nucleus remodeling，the 10th Asian-Pacific Conference on Biomechanics (APBiomech 2019)，Taipei, Taiwan, 2019/11/1-3.
7) Y. Okada, F. Kitayama, R. Kondo: Design of High Speed Interior Permanent Magnet Type Motor for TurboMachinery,
Proceedings of the Eleventh Japanese-Mediterranean Workshop on Applied Electromagnetic Engineering for
Magnetic, Superconducting, Multifunctional and Nanomaterials (JAPMED’11) 2019/07.
8) F. Kitayama, R. Kondo: Development of 2-DOF Linear Oscillatory Actuator for Vibration Control, Proceedings ofthe Eleventh Japanese-Mediterranean Workshop on Applied Electromagnetic Engineering for Magnetic,
Superconducting, Multifunctional and Nanomaterials (JAPMED’11) 2019/07.
9) Keisuke Yagi, Yoshikazu Mori, Hiromi Mochiyama, Evaluation of the Impulsive Force Induced by the Snap-throughBuckling of Closed-Elastica , Proc. of 21st IFAC World Congress 2020 (Accepted) 2020.
10) Modar Hassan, Maxwell Kennard, Keisuke Yagi, Hideki Kadone, Hiromi Mochiyama, Kenji Suzuki, MRLift: aSemi-active Lower Back Support Exoskeleton based on MR Fluid and Force Retention Technology, Proceedings ofIEEE IROS2019, pp. 7349-7354, 2019.
11) Jun Nishida, Keisuke Yagi, Modar Hassan, Kenji Suzuki,

Wearable Kinesthetic I/O Device for Sharing Wrist Joint

Stiffness, Proceedings of Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society(EMBC'19), pp. 3306-3310, 2019.
12) Modar Hassan, Keisuke Yagi, Hideki Kadone, Tomoyuki Ueno, Hiromi Mochiyama, Kenji Suzuki, Development andImprovement of Semi-active Robotic Ankle Foot Orthosis based on MR Fluid Technology,

Proceedings of Annual

International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC'19), pp. 6220-6223,
2019.
13) Keisuke Yagi, Hiromi Mochiyama, Human Wrist Impedance Estimation Based on Impulse Response Induced bySnap-Through Buckling of Closed-Elastica , Proceedings of Annual International Conference of the IEEE
Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC'19), pp. 5339-5343, 2019.
14) Taro Shibanoki, Go Nakamura, Takaaki Chin, and Toshio Tsuji: A Training Method for Voice Signal-based Human
Interfaces Based on False Recognition, Proceedings of the SICE Annual Conference 2019, pp. 48-49, September
10-13, Hiroshima, Japan, 2019.
15) Yuki Koizumi, Taro Shibanoki, and Toshio Tsuji: A Training System for Brain-Computer Interfaces Based on Motor
Imagery Selection, The 2020 IEEE 2nd Global Conference on Life Sciences and Technologies (LifeTech 2020),
Kyoto, March 10-12, 2020. (Accepted)
16) Taro Shibanoki, Kazuya Hashimoto, Go Nakamura, and Takaaki Chin: A New Approach for Training on EMG-based
Prosthetic Hand Control, The 2020 IEEE 2nd Global Conference on Life Sciences and Technologies (LifeTech2020), Kyoto, March 10-12, 2020. (Accepted)17) Taro Shibanoki and Kosuke Jin: A 3D-printable Prosthetic Hand Considering Dual-arm Operation The 2020 IEEE
2nd Global Conference on Life Sciences and Technologies (LifeTech 2020), Kyoto, March 10-12, 2020. (Accepted)18) Y. Li, S. Someya and T. Inagaki: QUANTITATIVE FLOW VISUALIZATION FOR MICRO-SCALE FLOW FIELDBASED ON QUANTUM DOTS，The 12th Pacific Symposium on Flow Visualization and Image Processing，
2019/11/19.
19) Yanrong LI, Toshiya KUBOI and Terumi I NAGAKI: Effect of magnetic field on heat transfer of natural convection in34

a horizontal open rectangular container of a magnetic fluid，International Conference on Power Engineering-2019，2019/10/21.
20) Nishi Y, Sato G, Shiohara D, Inagaki T, Kikuchi N: A study of the flow field of an axial flow hydraulic turbine with acollection device in an open channel，Key Scientific Article Certificate，2019/5/31
21) Takuya Matsuda, Masuhisa Tanimoto, Akira Matsumoto, Yohei Michitsuji, Yosuke Ichiyanagi, Yasuhiro Sato,
Hiroyuki Ohno, Daisuke Yamaguchi, Takamori Matsumi: Prediction of wheel flange wear by observing the change of
curving performance with flange lubrications IAVSD2019 2019/08
22) Wang F, Fujita M: Total antioxidant capacity of conventional activated sludge in municipal wastewater treatment
plant, 8th IWA-ASPIRE Regional Conference and Exhibition, PV-1-660, 2019 (Hong Kong)
23) Tsuchiyama M, Wu Q, Pokhrel P, Suzuki J, Fujita M: Effects of municipal wastewater on oxidative stress biomarkers
and scope for growth of brackish water bivalve Corbicula japonica, Water and Environment Technology Conference
2019 (WET2019), 126, 2019 (Osaka)24) Akther S, Sun W, Suzuki J, Okada T, Imamura M, Enomoto T, Kuwahara Y, Fujita M: Photophysiological responsesof sand-producer 'Large Benthic Foraminifera' for coral reefs to domestic wastewater, Water and Environment
Technology Conference 2019 (WET2019), 121, 2019 (Osaka)25) Masahiro Osa, Toru Masuzawa, Ryoga Orihara, Eisuke Tatsumi, Dynamic Suspension Characteristics of A Compact
Double Stator Axial Gap Motor with Full Magnetic Levitation During Rotary Blood Pump Operation, 11th
Japanese-Mediterranean Workshop on Applied Electromagnetic Engineering for Magnetic, Superconducting,Multifunctional and Nanomaterial (JAPMED11), Georgia, July 16-19, 201926) Masahiro Osa, Toru Masuzawa, Ryoga Orihara, Eisuke Tatsumi, Hemolysis Testing and Adute Animal Experimentof Next Generation Ultra-Compact Centrifugal Pediatric VAD with Full Magnetic Levitation, The 27th Annual
Meeting of International Society for Mechanical Circulatory Support (ISMCS2019), Italy, October 21-23, 201927) Michitsuji Y, Mizuno K，Suda Y, Lin S, Makishima M, Curving performance evaluation of EEF bogie with inclined
wheel axles using scale model vehicle, IAVSD2019, 2019/08.
28) Ichiyanagi Y, Michitsuji Y, Matsumoto A, Sato Y, Ohno H, Yamaguchi D, Tanimoto M, Matsuda T, Matsumi T,
Estimation of friction coefficient between outside wheel flange and rail considering influence of wheel/rail wear,
IAVSD2019, 2019/08.
29) Yonehara Y, Arai I, Matsuo S, Fujioka T, Michitsuji Y, Koyama T, New profile of crossing optimized for different
type of wheel tread shapes, Railway Engineering 2019, 2019/06.

【学会発表 (国内会議)】
1) 上田優人, 増澤徹, 長真啓, 人工心臓のためのホモポーラ型磁気軸受の支持力向上の検討， 第 31 回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム 2019/05/22
2) 吉田尚記，増澤徹，長真啓，尾関和秀，岸田晶夫，片桐伸将，巽英介: 冠動脈バイパス手術支援のための欠陥吻合支援デバイスの研究開発，日本機械学会 2019 年度茨城講演会, 2019/08/22.
3) 山口清，増澤徹，長真啓，巽英介: 小児用補助人工心臓用磁気浮上モータの省エネルギー化に関する研究，
日本機械学会 2019 年度茨城講演会, 2019/08/22.
4) 林翔太，増澤徹，長真啓，信太宗也: 単一の磁気浮上モータを用いた完全置換型人工心臓の左右心室シャント内部の流れ，日本機械学会 2019 年度茨城講演会, 2019/08/22.
5) 柳沼修太，増澤徹，長真啓，柴建次，巽英介，西村隆: 人工心臓用磁気浮上小型フライホイールの研究開発，

35

日本機械学会 2019 年度茨城講演会, 2019/08/22.
6) 田中悠介，増澤徹，長真啓: 補助人工心臓の性能評価を目的とした循環系シミュレータの開発，日本機械学会 2019 年度茨城講演会, 2019/08/22.
7) 安武勇貴，増澤徹，長真啓，丸山修: 高せん断負荷装置を用いたせん断速度およびせん断時間が溶血に及ぼす影響，日本機械学会 2019 年度茨城講演会, 2019/08/22.
8) 久松誠人，増澤徹，長真啓，信太宗也: マグネットカップリング機構を用いた急性心不全患者のための心臓治療用磁気浮上血液ポンプの開発，日本機械学会 2019 年度茨城講演会, 2019/08/22.
9) 長真啓，増澤徹，織原涼雅，巽英介: 小児用補助人工心臓のための 5 軸制御磁気浮上モータのインペラ支持
性能評価，Dynamic and Design Conference 2019, 2019/09/28.
10) 長真啓，増澤徹，巽英介: 磁気浮上型遠心式小児用補助人工心臓の溶血性能評価，LIFE2019, 2019/09/13.
11) 上田優人, 増澤徹, 長真啓, 人工心臓への適用を目的としたホモポーラ型磁気軸受の耐加速度性能評価， 第28 回 MAGDA コンファレンス 2019/10/30
12) 長真啓，増澤徹，山口清，片桐伸将，水野敏秀，築谷朋典，西中知博，巽英介: 超小型な磁気浮上モータを用いた遠心式小児用補助人工心臓の高性能化，第 48 回人工心臓と補助循環懇話会学術集会, 2020/02/28.
13)川村駿介，直江崇，池田翼，田中伸厚，二川正敏: キャビテーション気泡の成長崩壊挙動に及ぼす圧力勾配の影
響, 日本原子力学会 令和元年度 北関東支部若手研究者発表会, 2019/4/19
14)森田雄河, 田中伸厚: テトラポッド型小型波力発電装置の移動機構に関する研究, 日本機械学会 2019 年度茨城講演会, 2019/8/22.
15)杉山航，田中伸厚，吉田健悟: 津波時の自動車の漂流挙動の SPH 法による数値解析, 日本機械学会 2019 年度
茨城講演会, 2019/8/22.
16)川村駿介，直江崇，池田翼，田中伸厚，二川正敏: 狭隘流路内のキャビテーション気泡挙動に及ぼす流れの影響,
日本機械学会 2019 年度茨城講演会, 2019/8/22.
17) 山根康平, 木村孝之, 増澤徹: 周波数分割多重によるロックイン検出の集積化磁気センサアレイへの導入, 「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム, 2019/11/20.
18) 半田雄大, 木村孝之: 耐放射線性イメージセンサで使用される MOSFET 構造の最適化による応答速度向上に関する検討, 令和元年度電気学会茨城支所研究発表会, 2019/12/7.
19) 藤村周平, 山根康平，木村孝之，増澤徹: 2 次元集積化磁気センサとロックイン検出を用いた微小磁場の測定に関する検討, 令和元年度電気学会茨城支所研究発表会, 2019/12/7.
20) 佐々木達也，長山和亮：酸性ストレスが細胞周期および細胞運動に与える影響，日本機械学会第 32 回ﾊﾞｲｵｴﾝｼﾞﾆ
ｱﾘﾝｸﾞ講演会，2019/12/20-21，金沢．
21) 長山和亮：繰返伸展刺激下での核の力学場の変化が細胞紫外線耐性に与える影響，日本機械学会 2019 年度 年
次大会，2019/9/8-11，秋田．
22) 三浦光騎，長山和亮：マイクロピラー基板を用いた核の拘束・変形による細胞の紫外線耐性の変化, 日本機械学会
2019 年度 年次大会，2019/9/8-11，秋田．
23) 小幡祥太，大畠成暁，長山和亮：顕微鏡下マイクロ引張試験機を用いた細胞の力学特性と接着力の実測, 日本機
械学会 2019 年度 年次大会，2019/9/8-11，秋田．
24) 三浦光騎，長山和亮：細胞核への力学的負荷が引き起こす DNA の紫外線耐性向上に関する研究，日本機械学会
2019 年度 茨城講演会，2019/8/22，日立．
25) 小幡祥太，大畠成暁，長山和亮：インプロセス型細胞用力学試験機の開発と細胞の力学特性および接着力の実測，
日本機械学会 2019 年度 茨城講演会，2019/8/22，日立．
26) 村田博教，長山和亮：骨形成遺伝子抑制細胞の核の粘弾性ならびに核内 DNA の凝集解析，日本機械学会 201936

年度 茨城講演会，2019/8/22，日立．
27) 野上謙三，長山和亮：細胞老化機構の解明を目指した微細加工基板および原子間力顕微鏡による細胞力学解析，
日本機械学会 2019 年度 茨城講演会，2019/8/22，日立．
28) 半沢達也，長山和亮，セルソーティング技術への応用を目指した微細溝基板上の細胞運動ならびに内部構造の解析，日本機械学会 2019 年度 茨城講演会，2019/8/22，日立．
29) 佐々木達也，長山和亮：病理診断への応用を目指した酸性ストレス下における細胞核の形状解析，日本機械学会
2019 年度 茨城講演会，2019/8/22，日立．
30) 村田博教，長山和亮：骨形成遺伝子抑制細胞の核の力学特性ならびに核内 DNA の凝集解析，第 30 回日本機械学会ﾊﾞｲｵﾌﾛﾝﾃｨｱ講演会，2019/7/19-20，鹿児島．
31) 野上謙三，長山和亮：継代培養での老化に伴う血管平滑筋細胞の張力ならびに力学特性の変化，第 30 回日本機
械学会ﾊﾞｲｵﾌﾛﾝﾃｨｱ講演会，2019/7/19-20，鹿児島．
32) 半沢達也，長山和亮：セルソーティング技術への応用を目指した微細溝基板上での細胞運動解析，第 30 回日本
機械学会ﾊﾞｲｵﾌﾛﾝﾃｨｱ講演会，2019/7/19-20，鹿児島．
33) 長山和亮：繰返伸展刺激による細胞核の形態変化と細胞紫外線耐性向上の可能性，第 71 回日本細胞生物学会大会，2019/6/24-26，神戸．
34) 長山和亮：繰返伸展刺激による細胞の紫外線耐性向上に関する研究，第 58 回日本生体医工学会大会，
2019/6/6-8，沖縄．
35) 今井守夫，神尾崇，尾関和秀: 全部床義歯を用いた上顎 2 本のインプラントオーバーデンチャーに関する力学的検討ポスター発表第 49 回日本口腔インプラント学会学術大, 2019/09/21.
36) 杉澤満，尾関和秀: 有限要素法を用いたインプラント体の初期固定の応力評価ポスター発表第 49 回日本口腔インプラント学会学術大, 2019/09/21.
37) 高橋一成，吉田昌史，佐藤吉伸，尾関 和秀: HMDSO による中間層の作製と DLC の密着性評価，日本機械学会 2019 年度茨城講演会, 2019/08/22.
38) 亀田修司，尾関 和秀: スパッタリング法による Si 含有リン酸カルシウムの作製と細胞接着性，日本機械学会 2019年度茨城講演会, 2019/08/22.
39) 菊池正紀，大島翔，尾関和秀，本田みちよ: HAp/Col へのゲンタマイシン担持とその抗菌性評価, バイオイン
テグレーション学会第９回学術大会, 2019/04/21.
40) 皆川遥夢，石原滉平，今井守夫，尾関和秀: リバースエンジニアリングによる上顎骨のモデリングとインプラント
オーバーデンチャーにおける応力解析, バイオインテグレーション学会第９回学術大会, 2019/04/21.
41) 堀内健佑，城塚達也，山内智: ヨウ化銅を用いたルテニウム上への銅の選択化学気相堆積, 第８０回応用物理学会秋季学術講演会, 2019/09/18．
42) 住将平，山内智: 熱プレスによるラクトースの構造異性化，第 30 回 日本化学会関東支部 茨城地区研究交流会，
2019/12/20．
43) 北山文矢, 近藤良: 2 つの可動子を有するリニア振動アクチュエータの極数構成の検討，電気学会 交通・電気鉄
道・リニアドライブ合同研究会，2020/1/24
44) 志賀柾威, 北山文矢,近藤良: 2 つの可動子を有するリニア振動アクチュエータの加速度推定，電気学会 交通・電
気鉄道・リニアドライブ合同研究会，2020/1/24
45) 佐藤駿, 北山文矢, 近藤良: 磁気式直動回転変換器とワンウェイクラッチを用いたエネルギーハーベスタの特性解析，電気学会 交通・電気鉄道・リニアドライブ合同研究会，2020/1/23
46) 山崎 大, 近藤良, 北山文矢 : 周期離散 LMI に基づく一脚ホッピングロボットのロバスト姿勢安定化制御，第 62
回自動制御連合講演会，2019/11/9

3747) 鈴木智洋, 近藤良, 滝口詠司, 丸山野幸吾, 北山文矢, 岡田養二, 下肢障碍者のための脚支援システムの開発（模擬股義足による歩行実験），LIFE2019，2019/9/14
48) 山崎貴大, 高柳克哉, 近藤良, 北山文矢: 周期係数離散 LQR による一脚ホッピングロボットの姿勢安定化制御,
日本機械学会 2019 年度茨城講演会, 2019/08/22
49) 上阪悠貴, 冨山あゆみ, 油原一輝, 近藤良, 北山文矢: 人間の立位動作の同定, 日本機械学会 2019 年度茨城講演会, 2019/08/2250) 田山幸多朗, 北山文矢, 近藤良, 鈴木雄太, 友村水紀: 下肢障碍者用装着型脚支援システムにおける手動操作と自動立位安定化（足首・腰関節に着目した試験システムを用いた検証）, 日本機械学会 2019 年度茨城講演会,
2019/08/2251) 岡田雄志, 近藤良, 北山文矢, 佐藤一真, 木村郁美: 立位安定化ロボットの開発, 日本機械学会 2019 年度茨城講演会, 2019/08/2252) 岡田養二, 北山文矢, 近藤良, 大槻真嗣: 小型軽量モータ用軸受損失の直接測定法の提案, ＳＥＡＤ31，
2019/05/2253) 吉村怜生，根本礼華，矢木啓介，森善一：高齢者に散歩を促すロボットシステムの開発，日本機械学会 2019 年度
茨城講演会，2019/08/22.
54) 佐野達史，矢木啓介，森善一：重量物持ち上げ作業における腰負担を軽減する装着型下肢アシスト機，日本機械学会 2019 年度茨城講演会 2019/08/22.
55) 辰野雅浩, 水島洋哉, 望山洋, 矢木啓介: 歩行中の足関節インピーダンス推定システム, ロボティクス・メカトロニ
クス講演会 2019, 2P2-H02, 2019/06.
56) 武藤寛明, 矢木啓介, 森善一: 閉ループ特性を保存するディジタル再設計法の状態空間表現への拡張, 第 62
回自動制御連合講演会, 1F3-04, 2019/11.
57) 矢木啓介, 森善一, 望山洋: 人間関節インピーダンス推定のための閉ループ弾性体の飛び移り座屈機構で生じる瞬発力の評価, 第 62 回自動制御連合講演会, 1G4-05, 2019/11.
58) 矢木啓介, 森善一, 望山洋: 弾性体の飛び移り座屈機構を利用した人関節インピーダンスの力センサレス推定,
第 25 回ロボティクス・シンポジア, 6A3, 2020/03.
59) 鳥井保秀，芝軒太郎，中村豪，陳隆明，辻敏夫，動作指示が可能な筋協調制御訓練システム，第 29 回 ライフサ
ポート学会 フロンティア講演会，2020/03/12-13.
60) 呉青栩, 王峰宇, 鈴木準平, 藤田昌史: 都市下水の成分がヤマトシジミの成長力に及ぼす影響, 第 54 回日本水環境学会年会, 2020/03（岩手）（発表予定）
61) 浦崎笑子, 宮房有花, 王峰宇, 藤田昌史: 汽水域底泥を利用した微生物燃料電池の発電性能の評価, 第 54 回
日本水環境学会年会, 2020/03（岩手）（発表予定）
62) 土山美樹, 藤田昌史: 環境ストレスに曝された汽水性二枚貝ヤマトシジミの開閉運動の評価, 第 54 回日本水環境学会年会, 2020/03（岩手）（発表予定63) 鈴木駿也, 王峰宇, 和田真澄, 桑原祐史, 藤田昌史: 流入下水の生物分解性有機物濃度の迅速推定に向けた
ORP・pH 電極データの評価, 第 54 回下水道研究発表会, 986−988, 2019/08（横浜）64) 天野倉一誠，道辻洋平，鉄道車両に設置した前方注視カメラによる曲線開始位置の推定，日本機械学会 2019 年度茨城講演会 2019/08/22.
65) 風間晃輝，道辻洋平，信号切り替わり場面における自動運転プログラム～リスク評価指標の予測値を用いた急停止の解消～，日本機械学会 2019 年度茨城講演会 2019/08/22.
66) 北澤利悠，道辻洋平，鉄道車両の曲線通過時の振動を模擬するスケールモデル軌条輪試験装置の設計，日本機
械学会 2019 年度茨城講演会 2019/08/22.

3867) 一柳洋輔，道辻洋平，松本陽，佐藤安弘，大野寛之，緒方正剛，谷本益久，松田卓也，松見隆則，車輪・レール
摩耗の影響を考慮した外軌側車輪フランジ部の摩擦係数の推定方法，日本機械学会交通・物流部門大会 2019，2019/11/27
68) 小山寿明，道辻洋平，渡邉真一，米原善秀，車両運動シミュレーションに基づく二段勾配クロッシング通過時の輪重変動抑制効果の検討，日本機械学会交通・物流部門大会 2019，2019/11/27
69) 小島芳規，道辻洋平，久田育德，長澤研介，慣性センサを用いた鉄道車両の位置推定とデータ分析の一例，日本機械学会交通・物流部門大会 2019，2019/11/27
70) 風間晃輝，道辻洋平，丸茂喜高，ヒヤリハットデータベースを用いた信号交差点でのドライバ判断支援システムの評価～対向右折待ち車両に対するヒヤリハット低減効果の評価～，日本機械学会交通・物流部門大会 2019，2019/11/27
71) 前原奨，道辻洋平，須田義大，傾斜軸 EEF 台車のアクティブ操舵制御，第 26 回鉄道技術連合シンポジウム（J-RAIL2019），2019/12/4
72) 天野倉一誠，道辻洋平，須田義大，傾斜軸 EEF 台車のアクティブ操舵制御，第 26 回鉄道技術連合シンポジウム（J-RAIL2019），2019/12/4
73) 髙橋浩市朗, 米原善秀, 渡邉真一,道辻洋平，小山寿明，牧野哲也，3 次元二段勾配クロッシングの導入に伴う形状検討と走行シミュレーションによる評価，第 26 回鉄道技術連合シンポジウム（J-RAIL2019），2019/12/4【受賞等】
1) 鈴木駿也, 第 54 回下水道研究発表会 優秀発表賞： 「鈴木駿也, 会王峰宇, 和田真澄, 桑原祐史, 藤田昌史:
流入下水の生物分解性有機物濃度の迅速推定に向けた ORP・pH 電極データの評価，第 54 回下水道研究発表会,
986−988, 2019/8，横浜」 に対して．
2) 野上謙三，日本機械学会 2019 年度茨城講演会優秀講演発表賞: 「野上謙三，長山和亮：細胞老化機構の解明を目指した微細加工基板および原子間力顕微鏡による細胞力学解析，日本機械学会 2019 年度 茨城講演会，2019/8/22，日立」に対して．
3) 小幡祥太，日本機械学会 2019 年度茨城講演会優秀講演発表賞:「小幡祥太，大畠成暁，長山和亮：インプロセス型
細胞用力学試験機の開発と細胞の力学特性および接着力の実測，日本機械学会 2019 年度 茨城講演会，2019/8/22，日立」に対して．
4) Nagayama K: JBSE 2019 Papers of the Year Award お よ び Graphics of the Year Award ： 「 Nagayama K:
Biomechanical analysis of the mechanical environment of the cell nucleus in serum starvation-induced vascularsmooth muscle cell differentiation, Journal of Biomechanical Science and Engineering 14(4): 19-00364, 2019」に対して．
5) 久松誠人，2019 年茨城講演会優秀講演賞：「久松誠人，増澤徹，長真啓，信太宗也: マグネットカップリング
機構を用いた急性心不全患者のための心臓治療用磁気浮上血液ポンプの開発，日本機械学会 2019 年度茨城講演会, 2019/08/22，日立」に対して．
6) 林翔太，2019 年茨城講演会優秀講演賞：「林翔太，増澤徹，長真啓，信太宗也: 単一の磁気浮上モータを用いた完全置換型人工心臓の左右心室シャント内部の流れ，日本機械学会 2019 年度茨城講演会, 2019/08/22，日
立」に対して．
7) 上田優人，ライフサポート学会奨励賞：「上田優人，増澤徹，長真啓：ホモポーラ型磁気軸受を用いた補助人工心臓の耐加速度性能評価，2020/3/12-13，東京理科大学野田キャンパス」に対して．
8) 安武勇貴，ライフサポート学会奨励賞：「安武勇貴，増澤徹，長真啓，丸山修：補助人工心臓における表面粗さと発熱が溶血に及ぼす影響に関する研究，2020/3/12-13，東京理科大学野田キャンパス」に対して．

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【競争的資金獲得】
1.申請した競争的資金等の外部資金
1)

公益財団法人村田学術振興財団 海外派遣, ｢Development of 2DOF Linear Oscillatory Actuator for Vibration
Control」, 2019 年度,

研究代表者:北山文矢2) 株式会社 リバネス 第 47 回 リバネス研究費 超異分野学会賞, ｢DC-AC 変換回路いらずの DC 駆動型リニア共振アクチュエータの開発｣, 2020 年度, 研究代表者:北山文矢2.申請した科学研究費補助金
1) 文部科学省 令和 2 年度 基盤研究（B），「核内外の力学場に基づく細胞の放射線耐性調整機構の解明」，2020 年
度～2023 年度，研究代表者：長山和亮
2) 文部科学省 令和 2 年度 基盤研究（C），「小型ヘキサポッド型浮体式波力発電装置の開発」，2020 年度～2022 年度，研究代表者：田中伸厚
1) 文部科学省

令和 2 年度 基盤研究（C）, 「元素添加ダイヤモンドライクカーボン膜を用いたフジツボ類の付着防除に関する研究」, 2020 年度～2022 年度, 研究代表者:尾関和秀
2) 文部科学省 令和 2 年度 基盤研究（C），「自然環境要因の変動を考慮した汽水性二枚貝ヤマトシジミの環境ストレス評価手法の構築」，2020 年度～2022 年度，研究代表者：藤田昌史
3) 文部科学省 令和 2 年度 若手研究, 「新構造モータ・ギア一体型アクチュエータによる脚支援機器の革新的軽量化」, 2020 年度～2022 年度, 研究代表者:北山文矢4) 文部科学省 令和 2(2020)年度 若手研究，「痛みを感じる義手：振動刺激に基づく違和感フィードバックと人間らしい制御の試み」，2020 年度～2022 年度, 研究代表者: 芝軒太郎
5) 文部科学省 令和 2(2020)年度 挑戦的研究（萌芽），「インテリジェント型トリガ制御を有する部分露光型イメージセ
ンサシステムに関する研究」, 2020 年度～2022 年度，研究代表者: 木村孝之
6) 文部科学省

令和 2 年度 基盤研究（B）, 「流量推定機能を有した全置換型磁気浮上人工心臓の研究開発」,

2020 年度～2023 年度, 研究代表者:増澤徹
7) 文部科学省

令和 2 年度 挑戦的研究（萌芽）, 「テンセグリティ構造を用いた細胞膜模擬移動メカニズムの研究」,

2020 年度～2022 年度, 研究代表者:増澤徹
8) 文部科学省

令和 2 年度 若手研究, 「生体流体機能を積極的に活用した超小型磁気浮上式小児用人工心臓の実現」, 2020 年度～2023 年度, 研究代表者:長真啓
3.採択された競争的資金等の外部資金
1) 公益財団法人永守財団, 「世界初・世界最小の次世代型小児用人工心臓実現を目指したダブルステータ型 5 軸制
御磁気浮上モータの超小型化 - 超小型磁気浮上人工心臓の実現への挑戦 - 」2019/09-2020/09, 研究代表
者:長真啓
2) AMED，「重症心不全小児の救命を目指した高い耐久性と安全性を有する超小型な磁気浮上型遠心式補助人工心臓の研究開発」 2019/08-2021/03, 研究代表者:長真啓
3) 公益財団法人村田学術振興財団 海外派遣, ｢Development of 2DOF Linear Oscillatory Actuator for Vibration
Control｣, 260 千円, 2019 年度, 研究代表者:北山文矢4) 国連大学地球規模課題解決に資する国際協力プログラム，「環礁都市における国土維持力の保全・再生による海面上昇適応戦略」，33,000 千円，2017 年度～2019 年度，研究代表者：藤田昌史

40

4.採択された科学研究費補助金
1) 文部科学省

基盤研究（C），「活超高齢社会の実現に向けた携帯できる散歩促進ロボットの開発」

3,300 千円，2019 年度～2021 年度（新規），研究代表者：森善一
2) 文部科学省

若手研究，「関節の機械インピーダンス特性に基づく人のタスクの記述法」

3,200 千円，2019 年度～2021 年度（新規），研究代表者：矢木啓介
3) 文部科学省

挑戦的研究（萌芽），「汽水性二枚貝の環境ストレスに対する総抗酸化力の応答と成長余力の関係」

5,000 千円，2019 年度～2020 年度（新規），研究代表者：長山和亮
4) 文部科学省

基盤研究（B），「核の力学場に立脚した細胞の放射線耐性調整機構の解明」

13,700 千円，2017 年度～2019 年度（継続），研究代表者：長山和亮
5) 文部科学省

基盤研究（C），「汽水性二枚貝の環境ストレスに対する総抗酸化力の応答と成長余力の関係」

4,680 千円，2017 年度～2019 年度（継続），研究代表者：藤田昌史
9) 文部科学省

基盤研究(C)，「４足動物の歩行走行パターンが姿勢に応じて変化するという仮説のロボットを用いた検証」，2018 年度～2020 年度（継続）: 3,400 千円:福岡泰宏
10) 文部科学省

若手研究，「3-D shape measurement of liquid film and gas bubble of slug flow in microchannels withaxial plane optical microscopy」，3,200 千円，2018 年度～2020 年度（継続），研究代表者：李艶栄
11) 文部科学省

若手研究(B)，「磁気浮上・流体機械システム融合による小児用人工心臓用磁気浮上モータの超小型化」，3,400 千円，2016 年度～2019 年度（継続），研究代表者：長真啓
12) 文部科学省

若手研究(B)，「双腕協調タスクモデルに基づく 5 指駆動型筋電電動義手の提案と義手処方支援」，

3,200 千円，2017 年度～2019 年度（継続），研究代表者：芝軒太郎

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「人の暮らしを豊かにするライフサポート科学の創成」
茨城大学工学部附属ライフサポート科学教育研究センター

2019 年度報告書
発行日2020 年 4 月

発行者

茨城大学
教授

増澤

工学部

機械工学科

徹

〒316-8511 日立市中成沢町 4-12-1
Tel: 0294-38-5250

Fax: 0294-38-5047※禁無断転載茨城大学工学部附属教育研究センター
http://www.eng.ibaraki.ac.jp/research/centers/index.html

ライフサポート科学教育研究センター
http://www.eng.ibaraki.ac.jp/research/centers/life/index.html

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