植物は発生や環境応答の過程で自らの身体構造を力学的に最適な形へと変化させています。この植物の力学的最適化システムを、さまざまなスケール（生体分子−細胞−組織−個体）で解析（図4）し、そのメカニズムの解明を進めています。原子間力顕微鏡AFMを用いた力学特性解析や、タイムラプスカメラ・マイクロX線CT・IoT機器（Raspberry Piなど）を用いた3D・4D構造特性解析、これらと数理解析を組み合わせた構造力学解析に取り組んでいます。得られた研究成果をもとに、植物の高機能化といった次世代バイオ基盤技術の確立をはじめ、地震や台風、四季の温度差など日本という国土固有の多様な環境因子に調和したサステナブル建築への応用展開を目指しています。

自発光キノコなどの発光生物がもつ生物発光システムを植物に導入（遺伝子組換え）することで、自発光する植物を作出することができます。当研究室では、大阪大学永井健治教授との共同研究として、自発光ポプラの作出に成功しています（図5）。今後、自発光植物を照明として利用するなどの社会実装のためには、発光強度の増強などのさらなる機能改変が必要です。すでに、発光強度の増強を目指した研究として、外的に薬剤刺激を与える方法や、特定の時期や特定の細胞に自発光を限定する方法の開発に取り組んでいます。これらを通じ、自発光植物の社会実装を目指します。