電熱駆動型Al-SiO₂バイモルフを用いたマイクログリッパーの研究 学術的背景 マイクログリッパー（microgripper）は、マイクロおよびナノスケールでの組立や操作において重要な役割を果たし、マイクロエレクトロニクス、MEMS（マイクロ電気機械システム）、バイオメディカルエンジニアリングなどの分野で広く利用されています。脆弱な材料や微小な物体を安全に操作するためには、マイクログリッパーは高い精度、迅速な応答、使いやすさ、強力な信頼性、低消費電力などの特性を備える必要があります。これまでに、静電駆動、電磁駆動、光駆動など、さまざまな駆動メカニズムを用いたマイクログリッパーが開発されてきましたが、これらの技術にはいくつかの限界があります。例えば、光駆動マイクログリッパーは特定の光源と光学パ...

ゼロ抵抗流体ステルス技術のブレークスルー 学術的背景 現代のマイクロ流体工学やナノエンジニアリングにおいて、ステルス特性（invisibility characteristics）は、侵入物体と周囲環境との間の干渉を排除し、無干渉の相互作用を確保するために極めて重要です。例えば、マイクロ流体チップ内での生体分子の輸送や、正確な薬物放出の制御において、ステルス特性は操作の精度と効率を大幅に向上させます。さらに、ステルス特性は流体力学におけるゼロ抵抗（hydrodynamic zero-drag）性能の実現にも重要な役割を果たし、世界的なエネルギー危機の緩和に寄与します。しかしながら、長年にわたり、ダランベールのパラドックス（d’alembert paradox）や未解決のナビエ-ストークス方程...

機械換気ガイダンス下での呼吸圧力の最適化—肺の局所生体力学の改善に関する研究 機械換気は臨床操作において、急性呼吸窮迫症候群（ARDS）の治療や全身麻酔後の肺合併症予防のために一般的に使用されています。しかし、機械換気は肺に有害なストレスと変形を引き起こし、臨床治療の複雑さを増し、さらには死亡につながる可能性があります。研究によると、呼吸系の駆動圧（driving pressure）の増加は機械換気関連の死亡率と直接関連しています。したがって、本研究はこれらの関連性の微視的生体力学要因とその肺内での空間的異質性を探求し、機械換気戦略を最適化することを目的としています。 論文の背景 機械換気操作下で、機械換気の呼気終末陽圧（PEEP）を調整することにより局所肺組織の生体力学状態を最適化し、人工...

科研报告 背景介绍 人口高齢化や脳卒中などの神経系および筋肉系疾患の増加に伴い、歩行障害による転倒のリスクが深刻な問題と化しています。研究によると、足関節背屈は歩行のスイングフェーズで足の離地高度を確保するために極めて重要です。しかし、現時点ではスイングフェーズにおける足関節の動力学および機械的エネルギー交換に関する研究が少ないです。現存の研究は主に正常歩行時の足関節背屈に焦点を当てていますが、背屈を支援する各種装置の開発に伴い、これらの装置に必要なエネルギーの最小要件を理解する必要があります。 近年、足関節背屈支援技術は急速に発展し、特に高性能のアクチュエーターやエネルギー回収装置を利用して歩行の安全性を高め、転倒を防止するための技術が進展しています。しかし、これらの装置はスイングフェーズ...

バイオインスパイヤー人工触角法に基づく臨床胃腸疾患スクリーニング 研究背景 胃腸疾患は、下痢、胃腸道出血、吸収不良、栄養不良、さらには神経機能障害など、世界中で広範で複雑な症状を示しています。これらの疾患はその顕著な地域、年齢、および性別の差異のため、現代社会にとって重大な健康課題および社会経済的負担を構成しており、特に胃腸道がんは、世界のがん発病率および死亡率の3分の1を占めています。早期に胃腸疾患をスクリーニングし、タイムリーな介入を行うことは、死亡率を減少させ寿命を延ばす上で重要な意義を持ちます。 従来の胃腸疾患スクリーニング方法は主に内視鏡検査に依存しており、カメラを搭載した柔軟な内視鏡を使用して天然開口部から胃腸道を検査しています。しかし、内視鏡検査は病院で広く使用されているものの...