ミミズポンプの構造(理化学研究所の発表資料より)

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理化学研究所と東京電機大学の共同研究チームは2016年10月17日、ミミズの筋肉を利用した小型ポンプを開発したと発表した。

将来、ミミズと同様の構造を人工的に作ることができれば、電力なしでも動かせる超小型ポンプを開発できるという。

理化学研究所の発表資料によると、研究チームはミミズの体表にある体壁筋に着目した。環状構造を持ち、どんな動きもできる制御性、刺激にすぐ反応する応答速度、弾力に富む収縮力に優れている。そこで体壁筋を材料に、既存の金属製の機械に匹敵する小型の「ミミズポンプ」ができるのではないかと考えた。ポンプは、医療用の体内埋め込み装置など最先端分野で小型化が求められているが、従来の圧電素子方式だと電源やワイヤーが必要で、小型化に限界があった。

フトミミズを輪切りにし、筋肉に電気刺激を与え収縮力を測定すると、同サイズの圧電素子と同程度の性能があり、ポンプの駆動素子として使えることが分かった。ミミズ筋肉シートを用いた小型ポンプを試作。筋肉シートに刺激を与えると、収縮して水が押し出され、送液を確認できた。流量は、既存の圧電素子を用いたものに匹敵する性能を持つことが分かった。

動作のエネルギー源には、生物の共通エネルギー源である細胞内のアデノシン三リン酸(ATP)の化学反応を利用しているため、電力なしでも動かすことができる。将来、電力が届かない下水管内ロボットや血管内ロボットなど、工業・医療分野で様々な応用が期待できるという。