竹村 研治郎 (タケムラ ケンジロウ)

Takemura, Kenjiro

写真a

所属(所属キャンパス)

理工学部 機械工学科 (矢上)

職名

教授

HP

外部リンク

経歴 【 表示 / 非表示

  • 2001年04月
    -
    2002年03月

    日本学術振興会 , 特別研究員(DC2)

  • 2002年04月
    -
    2003年03月

    慶應義塾大学, 理工学部機械工学科, 助手(有期)

  • 2003年04月
    -
    2008年03月

    東京工業大学, 精密工学研究所, 助教(助手)

  • 2008年04月
    -
    2010年03月

    東京工業大学, 精密工学研究所, 非常勤講師

  • 2008年04月
    -
    2012年03月

    慶應義塾大学, 理工学部機械工学科, 専任講師

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学歴 【 表示 / 非表示

  • 1998年03月

    慶應義塾大学, 理工学部

    大学, 卒業

  • 2000年03月

    慶應義塾大学, 理工学研究科, 生体医工学専攻

    大学院, 修了, 修士

  • 2002年09月

    慶應義塾大学, 理工学研究科, 総合デザイン工学専攻

    大学院, 修了, 博士

学位 【 表示 / 非表示

  • 博士(工学), 慶應義塾大学, 課程, 2002年09月

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 設計工学 (設計工学・機械機能要素・トライポロジー)

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 機械要素、トライボロジー (設計工学・機械機能要素・トライポロジー)

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 流体工学 (Fluidics)

  • 情報通信 / 機械力学、メカトロニクス (Engineering mechanics, Control)

  • ライフサイエンス / 細胞生物学 (細胞・組織培養工学)

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • アクチュエータ・センサ

  • 細胞培養システム

  • 触力覚技術

 

著書 【 表示 / 非表示

  • 機能性流体入門 : 基礎と応用

    中野政身, 日本工業出版, 2021年07月,  ページ数: 278p

  • 動物細胞培養・自動化におけるトラブル発生原因と対策

    竹村 研治郎 他, 技術情報協会, 2017年11月

    担当範囲: 第5章第6節 細胞培養基材の共振を用いた効率的細胞培養方法, 第7章第7節 超音波振動を用いた細胞培養技術,  担当ページ: 190-196, 314-319

  • 狙いどおりの触覚・触感をつくる技術

    竹村 研治郎 他, サイエンス&テクノロジー, 2017年11月

    担当範囲: 629-636

  • Next-generation Actuators - Principle and Design Method

    Kenjiro Takemura e, Kagakujyoho shuppan Co. Ltd., 2017年04月

  • 触り心地の制御、評価技術と新材料・新製品開発への応用

    株式会社技術情報協会, 2017年02月

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論文 【 表示 / 非表示

  • Well-free agglomeration and on-demand three-dimensional cell cluster formation using guided surface acoustic waves through a couplant layer

    Mei Jiyang, Vasan Aditya, Magaram Uri, Takemura Kenjiro, Chalasani Sreekanth H., Friend James

    BIOMEDICAL MICRODEVICES 24 ( 2 ) 18 2022年06月

    ISSN  1387-2176

  • Stretchable Optical Waveguide Sensor Capable of Two-Degree-of-Freedom Strain Sensing Mediated by a Semidivided Optical Core

    H Krauss, K Takemura

    IEEE/ASME Transactions on Mechatronics 2022年

  • Nonlinear Tactile Estimation Model based on Perceptibility of Mechanoreceptors improves Quantitative Tactile Sensing

    M Sagara, L Nobuyama, K Takemura

    2022年

  • A Model for Estimating Tactile Sensation by Machine Learning Based on Vibration Information Obtained while Touching an Object

    Ito Fumiya, Takemura Kenjiro

    SENSORS (Sensors)  21 ( 23 )  2021年12月

    ISSN  14248220

     概要を見る

    The tactile sensation is an important indicator of the added value of a product, and it is thus important to be able to evaluate this sensation quantitatively. Sensory evaluation is generally used to quantitatively evaluate the tactile sensation of an object. However, statistical evaluation of the tactile sensation requires many participants and is, thus, time-consuming and costly. Therefore, tactile sensing technology, as opposed to sensory evaluation, is attracting attention. In establishing tactile sensing technology, it is necessary to estimate the tactile sensation of an object from information obtained by a tactile sensor. In this research, we developed a tactile sensor made of two-layer silicone rubber with two strain gauges in each layer and obtained vibration information as the sensor traced an object. We then extracted features from the vibration information using deep autoencoders, following the nature of feature extraction by neural firing due to vibrations perceived within human fingers. We also conducted sensory evaluation to obtain tactile scores for different words from participants. We finally developed a tactile sensation estimation model for each of the seven samples and evaluated the accuracy of estimating the tactile sensation of unknown samples. We demonstrated that the developed model can properly estimate the tactile sensation for at least four of the seven samples.

  • Propagating acoustic waves on a culture substrate regulate the directional collective cell migration

    Imashiro Chikahiro, Kang Byungjun, Lee Yunam, Hwang Youn-Hoo, Im Seonghun, Kim Dae-Eun, Takemura Kenjiro, Lee Hyungsuk

    MICROSYSTEMS & NANOENGINEERING (Microsystems and Nanoengineering)  7 ( 1 ) 90 2021年11月

    ISSN  2055-7434

     概要を見る

    Collective cell migration plays a critical role in physiological and pathological processes such as development, wound healing, and metastasis. Numerous studies have demonstrated how various types of chemical, mechanical, and electrical cues dictate the collective migratory behaviors of cells. Although an acoustic cue can be advantageous because of its noninvasiveness and biocompatibility, cell migration in response to acoustic stimulation remains poorly understood. In this study, we developed a device that is able to apply surface acoustic waves to a cell culture substrate and investigated the effect of propagating acoustic waves on collective cell migration. The migration distance estimated at various wave intensities revealed that unidirectional cell migration was enhanced at a critical wave intensity and that it was suppressed as the intensity was further increased. The increased migration might be attributable to cell orientation alignment along the direction of the propagating wave, as characterized by nucleus shape. Thicker actin bundles indicative of a high traction force were observed in cells subjected to propagating acoustic waves at the critical intensity. Our device and technique can be useful for regulating cellular functions associated with cell migration.

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KOARA(リポジトリ)収録論文等 【 表示 / 非表示

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総説・解説等 【 表示 / 非表示

  • バイオテクノロジーとインフォモーション − 細胞培養プロセスにおける超音波アクチュエーション技術の応用 −

    倉科佑太,竹村研治郎

    トライボロジスト (一般社団法人日本トライボロジー学会)  63 ( 9 ) 599 - 604 2018年09月

    記事・総説・解説・論説等(学術雑誌), 共著

  • 細胞培養への超音波振動技術の応用

    倉科佑太,竹村研治郎

    日本ロボット学会誌 (一般社団法人日本ロボット学会)  36 ( 3 ) 27 - 30 2018年04月

    記事・総説・解説・論説等(学術雑誌), 共著

  • 機能性流体を用いた液体レートジャイロスコープ

    竹村 研治郎

    油空圧技術 (日本工業出版)  57 ( 5 ) 28 - 33 2017年05月

    記事・総説・解説・論説等(学術雑誌), 単著

  • 細胞培養基材の固有振動を用いた効率的細胞培養方法 〜圧電セラミックスによる基材固有振動の励振〜

    倉科佑太,竹村研治郎

    FC Report (日本ファインセラミックス協会)  35 ( 1 ) 35 - 39 2017年01月

    記事・総説・解説・論説等(学術雑誌), 共著

  • ERMR2016におけるフルードパワー技術の研究動向

    竹村 研治郎

    日本フルードパワーシステム学会誌 (日本フルードパワーシステム学会)  48 ( 1 ) 32 - 33 2017年01月

    記事・総説・解説・論説等(学術雑誌), 単著,  ISSN  1346-7719

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研究発表 【 表示 / 非表示

  • Cell sheet fabrication by Langevin piezoelectric transducer having homogeneous thickness vibration mode

    Chikahiro Imashiro, Makoto Hirano, Yuki Fukuma, Kiyoshi Ohnuma, Yuta Kurashina, Kenjiro Takemura

    EMBS Micro and Nanotechnology in Medicine Conference (Hawaii, USA) , 

    2018年12月

    ポスター発表, IEEE EMBS

  • Establishment of cell culture method using ultrasonic atomization

    Yuki Fukuma, Chikahiro Imashiro, Yuta Kurashina, James Friend, Kenjiro Takemura

    EMBS Micro and Nanotechnology in Medicine Conference (Hawaii, USA) , 

    2018年12月

    ポスター発表, IEEE EMBS

  • ディッシュ型金属製細胞培養容器を用いたMCF-7細胞の培養

    竹下遥,井田雄太,倉科佑太,宮田昌悟,竹村研治郎,小茂鳥潤

    第40回日本バイオマテリアル学会大会 (兵庫県神戸市) , 

    2018年11月

    ポスター発表, 日本バイオマテリアル学会

  • 金属製培養器を用いた熱刺激によるMCF-7とヒト皮膚繊維芽細胞(HNDF)の殺細胞効果の検討

    井田雄太,倉科佑太,宮田昌悟,竹村研治郎,小茂鳥潤

    第40回日本バイオマテリアル学会大会予稿集 (兵庫県神戸市) , 

    2018年11月

    ポスター発表, 日本バイオマテリアル学会

  • 物理量から具体的触感、抽象的触感の推定 ~「ざらざら/ふわふわ」から「好き/嫌い」まで~

    竹村 研治郎

    技術情報協会セミナー「触感、質感の認知メカニズムとその評価技術」 (東京都品川区五反田) , 

    2018年11月

    公開講演,セミナー,チュートリアル,講習,講義等, 株式会社技術情報協会

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競争的研究費の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 超音波アクチュエーション技術を用いた細胞組織生成によるスフェロイドの機能性向上

    2022年04月
    -
    2025年03月

    科学研究費助成事業, 竹村 研治郎, 基盤研究(B), 未設定

  • オートエンコーダによる触察時振動データからの触感知覚特徴量の抽出

    2021年07月
    -
    2023年03月

    慶應義塾大学, 科学研究費助成事業, 竹村 研治郎, 挑戦的研究(萌芽), 未設定

     研究概要を見る

    本研究では,オートエンコーダによる機械学習を用いて対象物を触察した際の振動データから触感の違いを表す特徴量を抽出し,ヒトが知覚する触感を精度よく計測する手法を確立することを目的とする.はじめに,触感センサによって対象物を触察した際の振動データを取得し,オートエンコーダによって振動データの違いを表す特徴量を抽出する.つぎに,対象物の官能評価実験を行い,線形多変量解析あるいは非線形なオートエンコーダによって官能評価結果を次元圧縮する.最後に振動データの違いを表す特徴量によって,官能評価結果の次元圧縮結果を説明する触感推定モデルを構築する.

  • 全方位非接触界面による革新的バイオリアクターの開発

    2020年07月
    -
    2022年03月

    慶應義塾大学, 松原 輝彦、竹村 研治郎, 挑戦的研究(萌芽), 未設定

     研究概要を見る

    本研究では液滴を空中に浮揚することにより、容器材料と接触する界面がどこにもない全方位非接触界面での革新的リアクターの実現を目指す。超音波の音響放射圧を反射板にあてることにより液滴を浮揚させ、安定に水溶液を空中に浮揚させる技術を確立する。浮揚した液滴中において有機合成反応、高分子反応、酵素反応、タンパク質発現などが可能であると考えられ、また細胞培養やウイルス感染などを行うことも期待できる。本研究で取り組む無容器反応技術は、化学・生物学の研究環境を変える革新的技術になることが期待できる。

  • 弾性表面波からの放射圧を用いた細胞接着の力学的特性の解明

    2018年
    -
    2020年

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 竹村 研治郎, 国際共同研究加速基金(国際共同研究強化), 補助金,  研究代表者

     研究概要を見る

    iPS細胞を用いた再生医療などが注目される中,細胞の大量培養技術への期待が高まっており,手作業に頼っていた細胞の培養,剥離,回収,パターニングといった作業を自動化する必要がある.これまでに,培養基材に適切な固有振動モードを励振することで,酵素フリーで基材から細胞を剥離する手法や,回収・再播種を伴わない連続的な増殖培養を可能にする手法を開発した.また,培養チャンバから細胞懸濁液を回収する方法や細胞をパターニングする方法なども具現化した.しかし,細胞剥離メカニズムなどは不明であった.こうした手法を細胞培養のための基盤技術とするために,本国際共同研究では,弾性表面波(SAW)デバイスから発生する音響放射圧を培養ディッシュに対して領域選択的に照射することによって,プローブ等を必要とせずに非接触で細胞接着の力学的特性を明らかにすることを目的としている.
    2018年度は,細胞の接着に関する力学特性を明らかにするために,音響放射圧の局所的な照射によって,細胞培養面の微小な領域から細胞を剥離できることを確認した.すなわち,国際共同研究先で製作を予定している弾性表面波(SAW)デバイスではなく、先鋭な超音波―ホーンを有するランジュバン型振動子を用いて細胞培養ディッシュ下方から集束した音響放射圧を培養細胞に照射する装置を製作し、代表的な接着性細胞であるマウス由来筋芽細胞株C2C12を微小な領域で剥離できることを明らかにした.また,SAWデバイスを用いることによって,より微小な領域への超音波照射が可能となるため,Focused SAWデバイスを設計し,国際共同研究先の研究室がこれを試作し,イースト菌を用いて局所的に超音波照射が可能であることを確認した.
    本国際共同研究では当初計画において,研究全体を以下の3つのフェーズに分けた.(1) 力学特性測定装置の設計・製作と実験条件の決定(@慶應義塾大学),(2) SAWデバイスの開発と培養ディッシュへの放射圧の透過実験(@UC San Diego), (3) 細胞接着の力学特性の測定(@UC San Diego, 慶應義塾大学).2018年度は,このうち主に(1)に関する成果が得られた.また,2019年度にUC San Diegoに滞在して実施する予定の(2)のためのSAWデバイスの設計を行い,滞在予定研究室の学生の協力によってデバイスの有効性を確かめた.
    以上のように,本国際共同研究の現在までの進捗は順調に推移していると判断している.
    「現在までの進捗状況」で述べたように,当初計画の(1)~(3)に実行に向けて順調に推移している.当初,自身がUC San Diegoで行う予定であったSAWデバイスの製作がすでに滞在予定研究室の協力によって実施されているため,6月中旬に渡米後,本デバイスを用いて培養ディッシュに印加される音響放射圧の分布や強度を明らかにする実験に取り掛かる予定である.特に,細胞に印加される音響放射圧の定量は本国際共同研究の最も重要なポイントであるため,海外共同研究者であるJames Friend教授のSAWデバイスや音響放射圧の理論計算に関する豊富な経験や知見を元に実験計画や実施方法を決定する.具体的には以下の通りである.
    4~6月(渡米前):James Friend教授との研究実施計画の事前打ち合わせ
    7~8月:UC San Diegoでの実験実施のための準備(UC San Diego指定の講習の受講など)
    9~11月:実験装置の組み立てと実施
    12~3月:実験データの整理と成果発表の準備

  • 感覚知覚メカニズムに基づく触感センサ/ディスプレイシステムの研究

    2017年04月
    -
    2018年03月

    福澤諭吉記念基金, その他,  研究代表者

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Works 【 表示 / 非表示

  • 胎動を始めた途上国ビジネス〜原点に立ち返り途上国を変える技術の力

    竹村 研治郎

    東京, 

    2010年
    -
    継続中

    その他, 共同

知的財産権等 【 表示 / 非表示

  • 細胞パターニング装置及び細胞パターニング方法

    出願日: 特願2016-182241  2016年09月 

    公開日: 特開2018-042534  2018年03月 

    特許権, 共同

  • 細胞培養器

    出願日: 特願2012-265374  2012年 

    特許権, 共同

  • 流体レートジャイロ

    出願日: 特願2008-138134  2008年05月 

    公開日: 特開2009-145317  2009年07月 

    発行日: 特許第5360700号  2013年09月

    特許権, 共同

  • 流体レートジャイロ

    出願日: 特願2008-132214  2008年05月 

    公開日: 特開2009-281781  2009年12月 

    発行日: 特許第5337929号  2013年08月

    特許権, 共同

  • アクチュエータ

    出願日: 特願2004-319089  2004年11月 

    公開日: 特開2006-132569  2006年05月 

    特許権, 共同

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受賞 【 表示 / 非表示

  • 日本AEM学会著作賞

    竹村研治郎他, 2021年12月, 日本AEM学会

    受賞区分: 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • Best Poster Award, International Conference on Manufacturing, Design and Tribology 2017

    Tomoya Kazumi, Yuta Kurashina, Kenjiro Takemura, 2017年08月, International Conference on Manufacturing, Machine Design and Tribology, Ultrasonic Motor with Embedded Preload Mechanism for Miniaturization

    受賞区分: 国内外の国際的学術賞,  受賞国: 大韓民国

  • 生体医工学シンポジウムベストリサーチアワード

    Chikahiro Imashiro, Yuta Kurashina, Kenjiro Takemura, 2016年09月, 日本生体医工学会, Cell patterning method using resonance vibration of metallic cell cultivation substrate

    受賞区分: 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • Best Paper Award (Society-Wide Micro and Nanotechnology Forum, 2015 ASME International Mechanical Engineering Congress & Exposition)

    Yuta Kurashina, Iza Husna M. Hashim, Kenjiro Takemura, Shogo Miyata, Jun Komotori, 2015年11月, American Society of Mechanical Engineers, Resonance Vibration and Temperature Modulation Enhances Cell Detachment from Cultivation Substrate

    受賞区分: 国内外の国際的学術賞,  受賞国: アメリカ合衆国

  • 日本AEM学会著作賞

    竹村 研治郎,平田勝弘,新口昇,矢野智昭,上野敏幸,井門康司,脇若弘之, 2013年12月, 日本AEM学会, 次世代アクチュエータ原理と設計法

    受賞区分: 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

     説明を見る

    種々の次世代アクチュエータの原理と設計法に関する書籍

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担当授業科目 【 表示 / 非表示

  • 機械工学総合実験

    2022年度

  • 機械力学の基礎

    2022年度

  • 開放環境科学課題研究

    2022年度

  • 交換協定課題研究A

    2022年度

  • 機械工学創造演習

    2022年度

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担当経験のある授業科目 【 表示 / 非表示

  • 応用計算力学特論第2

    慶應義塾

    2014年04月
    -
    2015年03月

    秋学期, 講義

  • 機械系のための電気・電子回路

    慶應義塾

    2014年04月
    -
    2015年03月

    秋学期, 講義

  • 機械工学創造演習

    慶應義塾

    2014年04月
    -
    2015年03月

    秋学期, 演習

  • グローバルリーダーシップセミナー

    慶應義塾

    2014年04月
    -
    2015年03月

    秋学期, 講義

  • 機械力学

    慶應義塾

    2014年04月
    -
    2015年03月

    春学期, 講義

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所属学協会 【 表示 / 非表示

  • 日本機械学会, 

    1998年04月
    -
    継続中
  • 日本ロボット学会, 

    1999年
    -
    継続中
  • IEEE, 

    2017年
    -
    継続中
  • 再生医療学会, 

    2013年03月
    -
    継続中
  • 電気学会, 

    2005年07月
    -
    継続中

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委員歴 【 表示 / 非表示

  • 2022年05月
    -
    継続中

    理事, 日本フルードパワーシステム学会

  • 2021年04月
    -
    2023年03月

    総務委員長, 日本機械学会基礎潤滑設計部門

  • 2021年01月
    -
    継続中

    General Co-chair, IFToMM World Congress 2023

  • 2019年04月
    -
    継続中

    運営委員会委員, 日本機械学会基礎潤滑設計部門

  • 2019年04月
    -
    2022年03月

    総務副委員長, 日本機械学会基礎潤滑設計部門

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