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パーソナルモビリティ

人間と移動ロボットの共存

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • サービスロボットや自動運転車、パーソナルモビリティなど人間と共存する環境で動作する様々な新しい移動体が普及することが期待されています。本研究室では、これらの様々な移動体と安全かつ円滑に共存するための技術について研究しています。
  • 特に、人間の視覚的注意などの特性を考慮し、その動きを予測するという側面からアプローチしています。
実用化イメージ

サービスロボット、パーソナルモビリティ、自動運転車など、人間と共存する環境で動作する移動体の研究開発や、これらが安全に共存するための交通環境整備などに活用可能です。

研究者

大学院工学研究科

田村 雄介  

Yusuke Tamura

バーチャルリアリティ

未来の生活を豊かにするインタラクティブコンテンツ

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特徴・独自性
  • 様々コンテンツ、それを見たり使ったりする人々、そしてこれらを取り巻く空間を含めて考え、これらの間のさまざまな関係に注目して、人々の作業を効率的にしたりコミュニケーションを円滑にしたりするインタラクションの手法を提案しています。
  • 例: 非言語情報通信、3 次元モーションセンシング、コンテンツのインタラクティブで柔軟な表示、ドローンの利活用技術、クロスモーダルインタフェース、バーチャルリアリティ
実用化イメージ

我々の技術や知見を世の中の多くの方々に使っていただき、生活を便利にしたり、快適にしたりすることにつながれば嬉しいです。そのために、いろいろな分野の方と一緒に連携させていただきたいと思います。

研究者

電気通信研究所

北村 喜文  

Yoshifumi Kitamura

聴覚・多感覚音空間情報の収音・操作・合成技術の開発

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 3次元音空間における人間の様々な聴覚特性の解明と、その知見に基づいた3次元音空間の高精度収音・再生技術の開発、および、そのシステム実現に取り組んでいます。3次元音空間収音・再生技術は次世代マルチメディアコミュニケーション基盤技術の一つとして重要であり、各種音響実験を行うための無響室や、全周囲から耳までの音響伝達特性を測るための多目的防音シールド室など、この研究を高い次元で行うために必要な実験設備を有しています。
実用化イメージ

高臨場感情報通信・放送分野や各種アミューズメント等、音、特に3次元音空間に関する様々な内容での連携が可能です。また、ユニバーサルコミュニケーションを指向した聴覚・多感覚コミュニケーションシステムの開発といった観点での連携も想定できます。

研究者

電気通信研究所

坂本 修一  

Shuichi Sakamoto

ハードウェアアルゴリズム

情報セキュリティ技術とその応用

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 実世界とサイバー空間のコンピューティングが融合する次世代ICT社会に向けた情報セキュリティ技術の研究を行っています。特に、暗号や秘密計算等のセキュリティ機能を超高速かつ極低電力で行うHWおよびSWコンピューティング、システムを各種物理攻撃(システムに物理的にアクセスして行う攻撃)から守るセキュア実装技術、システムの利用環境や応用分野に応じたセキュリティ最適化技術に関する研究を中心に行っています。
実用化イメージ

情報セキュリティ技術の分野における産学連携を進めることができます。特に、組込みシステムセキュリティの先端的知見や技術を活かして、これまで多くの国内外の企業、大学、研究機関などと連携してきた実績があります。

研究者

電気通信研究所

本間 尚文  

Naofumi Homma

ハーフメタル

機能性磁性材料の探索と電子状態の実測に基づく機能推定

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概要

省電力デバイスとして研究開発が行われているスピントロニクス材料に用いられている反強磁性合金の研究や、性能向上が期待できるハーフメタルであるホイスラー合金材料の探索研究(完全補償型フェリ磁性材料も含む)を行っています。電子状態は放射光を用いて共鳴非弾性X線散乱(RIXS)とX線磁気円二色性(XMCD)で測定し、理論計算との比較から構造と機能の推定を行います。

従来技術との比較

反強磁性合金やホイスラー合金の電子状態観測の研究は少なく、放射光を用いることで直接的に測定ができるようになりました。

特徴・独自性
  • 理論計算で予測された材料系について金属学的な知見を基にして材料探索。
  • 高周波溶解法、アーク溶解法、液体急冷法、ガスアトマイズ法等を駆使して反強磁性材料およびホイスラー合金材料の結晶試料を作製。
  • 放射光を用いた磁性材料の電子状態の直接的な測定。
  • 測定した電子状態から材料本来の構造と機能の理解。
  • 量子ビームを用いた磁性材料分析についての知見。
実用化イメージ

反強磁性合金やホイスラー合金の電子状態から、スピントロニクスデバイスに適用した時に期待される特性と課題を推測することで、省電力デバイスの特性向上に貢献できます。

研究者

金属材料研究所

梅津 理恵  

Rie Umetsu

パール顔料

基板フリー型新規無機パール顔料の創製

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概要

本提案は、優れたパール効果を有する新規リン酸バナジウムベース板状粒子に関する提案である。溶液プロセスと水熱合成を使用し、約200μm程度の大きな板状単結晶粒子の合成ができ、鮮やかな黄色や緑色などを発色し、液体中における流れ線、光学顕微鏡における虹状光沢が肉眼で確認でき、撮影角度による色変化も確認できる。従来型と異なる構造を有し、単一組成で構成される新規パール顔料としての利用価値が期待される。

従来技術との比較

従来型パール顔料はマーカーの表面に酸化チタンなどをコーティングした構造であり、2-Stepで合成されることは一般的であり、組成は酸化チタンに限定されることはほとんどである。

特徴・独自性
  • 本提案は従来のコンポジット型ではなく、基板フリーな新規パール顔料である。単一組成、尚且つ層状構造を有し、大きな板状形態により、パール効果がより顕著となる。溶液プロセスで合成されるため、板状粒子サイズの制御も可能である。
実用化イメージ

化粧品・車用塗料・携帯外装装飾などへの応用が期待される。

研究者

多元物質科学研究所

Yin Shu  

Yin Shu

パール効果

基板フリー型新規無機パール顔料の創製

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概要

本提案は、優れたパール効果を有する新規リン酸バナジウムベース板状粒子に関する提案である。溶液プロセスと水熱合成を使用し、約200μm程度の大きな板状単結晶粒子の合成ができ、鮮やかな黄色や緑色などを発色し、液体中における流れ線、光学顕微鏡における虹状光沢が肉眼で確認でき、撮影角度による色変化も確認できる。従来型と異なる構造を有し、単一組成で構成される新規パール顔料としての利用価値が期待される。

従来技術との比較

従来型パール顔料はマーカーの表面に酸化チタンなどをコーティングした構造であり、2-Stepで合成されることは一般的であり、組成は酸化チタンに限定されることはほとんどである。

特徴・独自性
  • 本提案は従来のコンポジット型ではなく、基板フリーな新規パール顔料である。単一組成、尚且つ層状構造を有し、大きな板状形態により、パール効果がより顕著となる。溶液プロセスで合成されるため、板状粒子サイズの制御も可能である。
実用化イメージ

化粧品・車用塗料・携帯外装装飾などへの応用が期待される。

研究者

多元物質科学研究所

Yin Shu  

Yin Shu

バイオインターフェース

レーザファブリケーションによる高機能バイオインタフェースの創成

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特徴・独自性
  • 本研究では、レーザ照射を利用して材料表面に様々な機能を付与する手法の開発を行っている。とくにレーザを材料に照射した際に生じる現象を、シミュレーションおよび実験的な手法を用いて明らかにし、新しい機能性インターフェースの創成を行っている。
  • 本研究成果は、生体・医療用デバイスへの応用を始めとし、幅広い分野への波及効果が期待できる。
  • ■ 高機能バイオインターフェースの創成
  • 人工臓器や人工血管、あるいはバイオインプラントなどに利用される材料は、生体組織や細胞に対する高い親和性が求められる。そこで本研究室では、レーザ照射による表面創成プロセスにより「生体に優しい」表面づくりにも取り組んでいる。
  • 本手法により、チタン系材料に対して生体に活性な機能を付与することに成功している。このような機能を持つ材料を生体内に埋入すると、表面にハイドロキシアパタイト(骨や歯の主成分)が自然に析出する。この方法を利用すれば骨との固着性に格段に優れるインプラントを作製することが可能であり、人工関節や歯科インプラントなどへの応用が期待できる。
  • 本研究ではこのような手法を駆使し、バイオ分野への新たなブレークスルーを目指す。
実用化イメージ

研究者

グリーン未来創造機構

水谷 正義  

Masayoshi Mizutani

バイオエタノール

バイオ燃料生産に適したイネの開発研究

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • セルラーゼ遺伝子を用いたバイオ燃料生産に適したイネの開発研究を行っています。収穫前にセルラーゼを高発現させ細胞壁の部分分解を行えば、収穫後の稲わらの糖化性が向上するのではないかと考えました。まず、セルラーゼを恒常的に高発現するイネを作成したところ、稲わらの糖化性は向上しましたが、形態異常や不稔が観察されました。そこで、老化時期特異的にセルラーゼを高発現させたところ、形態や稔性は正常で稲わらの糖化性が向上しました。
実用化イメージ

未利用稲わらをバイオマスとして有効利用できます。この技術は他の植物に応用可能です。また、改良されている前処理や糖化・発酵微生物と組み合せることによりさらにバイオ燃料生産の効率化が図れます。

研究者

大学院農学研究科

伊藤 幸博  

Yukihiro Ito

バイオ関連機器

IVRによる高血圧根治術-副腎静脈サンプリング技術を応用した原発性アルドステロン症の低侵襲治療-

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • リジッドタイプのRF デバイス(プロサージアプリケーター)であるラジオ波焼灼システム(バイポーラRFA システムCelonPOWER)により、2極針を用いての300 〜 500kHzの高周波電流、40W 程度の電力で副腎腺腫組織の焼灼を可能とする機器が、本学での医師主導治験により薬機承認、保険収載され、本疾患の低侵襲治療が可能となった。独自開発の柔軟型焼灼システムにより、高血圧の10%を占め、我が国に400万人の患者が潜在するとされる頻度の高い副腎性二次性高血圧である原発性アルドステロン症へのさらなる低侵襲治療適応拡大を目指す。
実用化イメージ

高血圧の原因となるアルドステロン産生腺腫焼灼デバイスとして、医療機器・カテーテル関連企業との共同開発を行い、画像診断にて検出困難な機能性微小腺腫焼灼用の柔軟型焼灼デバイスの実用化を目指します。

研究者

大学院医学系研究科

高瀬 圭  

Kei Takase

バイオスティミュラント

バイオスティミュラント(植物調節 剤・農薬)の探索

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概要

農薬の代替であるバイオスティミュラントの開発を行います。植物の活性を調節するイオン輸送体などを標的分子とする化合物を探索します。植物に、耐乾燥性、耐塩性、光合成機能の向上、成長調節機能の人為的な強化を目指しています。

従来技術との比較

化学、農薬、食品、資材業界の専門家の協力と連携によって、より高性能で田畑で効果のあるバイオスティミュラントや天然の農薬の基盤化合物を探索します。

特徴・独自性
  • 農薬の代替であるバイオスティミュラントの開発を行う.植物の活性を調節するイオン輸送体などを標的分子とする化合物を探索する.植物に,耐乾燥性,耐塩性,光合成機能の向上,成長調節機能の人為的な強化をめざす.
実用化イメージ

候補化合物を,化学,農薬,食品,資材業界の専門家の協力と連携によって,より高性能で田畑で効果のあるバイオスティミュラントや天然の農薬として発展させることができればと思っています.

研究者

大学院工学研究科

魚住 信之  

Nobuyuki Uozumi

バイオセンサ

ソフトでウェットな計測・発電デバイス

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • モノづくり工学の次代ステージは、エネルギー効率や生命環境親和性に優れるバイオ材料(タンパク質や細胞)の機能活用です。我々は、脆弱なバイオ材料の機能を最大限に活用する技術体系の構築に取り組んでおり、「ハイドロゲルへの電気配線技術」、「バイオ組織化の電気制御技術」、「酵素電極シールの作製技術」などを実現しています。
実用化イメージ

上記技術は、「細胞アッセイシステム」、「DDS デバイス」、および酵素発電で駆動する「健康医療機器」などに活用され、健康・医療・創薬・食品・化粧品業界に関係すると期待しています。

研究者

大学院工学研究科

西澤 松彦  

Matsuhiko Nishizawa

バイオ材料とナノテクノロジーに基づくセンサ・電子デバイスの開発

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • エレクトロニクス分野で培われてきた技術を応用して、健康で安全な社会を発展させ、私たちの生活の質を高めるようなデバイスの開発研究を進めています。例えば、半導体のセンサインターフェイスとしての特性を、薬物検出やスクリーニングアッセイなどの生化学・医療用途に利用する研究や、生きた細胞を使って神経回路を作り上げ、脳の機能解析を支援する新規技術の開発を進めています。
実用化イメージ

シリコンチップ上に形成した人工細胞膜にイオンチャネルタンパク質を埋め込むと、極限まで規定された環境下でその機能や薬理応答を調べることができます。この技術は、新薬候補化合物の高感度な迅速検出法につながります。

研究者

電気通信研究所

平野 愛弓  

Ayumi Hirano

能動ファイバセンサ

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特徴・独自性
  • 本研究における多機能ファイバの特徴として、デバイスに必要な部材を全て内包するプレフォームを設計することで、熱延伸処理によるロール巻き取りが可能である。このため従来技術で問題点となる微細で複雑な積層構造をファイバに新たに追加する必要がなく、量産性も高いため製造コストを大幅に削減することも可能である。さらに容易にファイバの線径を制御して微細化できるため、ウェアラブルデバイスなどにも応用が可能である。
実用化イメージ

応用例として、微小空間でも検査可能な能動カテーテルが挙げられる。光ファイバによるカメラ機能や電気化学センサの付与が可能である。着用者の生体情報を常にセンシングできるウェアラブルデバイスも挙げられる。

研究者

高等研究機構学際科学フロンティア研究所

郭 媛元  

Yuanyuan Guo

バイオチップ

ソフトでウェットな計測・発電デバイス

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • モノづくり工学の次代ステージは、エネルギー効率や生命環境親和性に優れるバイオ材料(タンパク質や細胞)の機能活用です。我々は、脆弱なバイオ材料の機能を最大限に活用する技術体系の構築に取り組んでおり、「ハイドロゲルへの電気配線技術」、「バイオ組織化の電気制御技術」、「酵素電極シールの作製技術」などを実現しています。
実用化イメージ

上記技術は、「細胞アッセイシステム」、「DDS デバイス」、および酵素発電で駆動する「健康医療機器」などに活用され、健康・医療・創薬・食品・化粧品業界に関係すると期待しています。

研究者

大学院工学研究科

西澤 松彦  

Matsuhiko Nishizawa

バイオディーゼル燃料

イオン交換樹脂を触媒とした高品質脂肪酸エステル連続製造技術

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 軽油代替燃料バイオディーゼルとなる脂肪酸エステルを、従来法では利用できない非食用の低品質原料(食用油製造工場で排出する脂肪酸油や酸価の高いジャトロファ油)でも反応率100% で連続製造できるパイロットスケールの全自動装置を完成させました。固体の酸・アルカリ触媒としてイオン交換樹脂を用いることで、石鹸の副生をなくし、同時に副生物除去を達成することで、輸送用燃料の品質規格を満たす高品質品を低コストで生産できます。
実用化イメージ

食用油製造工場で排出するアルカリ油滓やダーク油、脂肪酸油から脂肪酸エステル製造が可能です。化学原料として脂肪酸エステル製造を実施する企業、天然油から有価物回収時にエステル化工程を用いる企業との連携が可能です。

研究者

大学院工学研究科

北川 尚美  

Naomi Kitakawa

バイオ電池

ソフトでウェットな計測・発電デバイス

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • モノづくり工学の次代ステージは、エネルギー効率や生命環境親和性に優れるバイオ材料(タンパク質や細胞)の機能活用です。我々は、脆弱なバイオ材料の機能を最大限に活用する技術体系の構築に取り組んでおり、「ハイドロゲルへの電気配線技術」、「バイオ組織化の電気制御技術」、「酵素電極シールの作製技術」などを実現しています。
実用化イメージ

上記技術は、「細胞アッセイシステム」、「DDS デバイス」、および酵素発電で駆動する「健康医療機器」などに活用され、健康・医療・創薬・食品・化粧品業界に関係すると期待しています。

研究者

大学院工学研究科

西澤 松彦  

Matsuhiko Nishizawa

バイオハイブリッド

バイオミメティック材料・自己組織化

特徴・独自性
  • 当研究室では、㈰生物から得られたヒント(材料デザイン)を基に、㈪ナノ材料や機能性高分子などの合成物を、㈫自己組織化や自己集合という低エネルギープロセスで形作ることで、生物に学び(Biomimetic)、生物と融合し(Biohybrid)、最終的には人工材料と生物デザインにより生物を超える(Metabio)材料の作製を目指しています。
実用化イメージ

細胞培養・分離・イムノアッセイ等のバイオ分野、構造材料・接着材料等の高分子分野、ナノ粒子等のナノ材料分野、燃料電池・金属空気電池等のエネルギー分野の企業との産学連携

研究者

高等研究機構材料科学高等研究所

藪 浩  

Hiroshi Yabu

バイオリファイナリー

タンパク質デザインをシーズとした未踏ナノ材開拓とバイオテクノロジーの異分野展開

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • ドメイン単位とした蛋白質の構造情報と進化工学を利用して、ボトムアップに目的構造・機能を持つ蛋白質分子をデザインする技術構築を行い、蛋白質研究を真の「工学」へ脱皮させることを目指しています。これまでに、無機材料を室温合成できる蛋白質や無機材料表面を識別し接着できる蛋白質の創生やナノ材と酵素タンパク質のハイブリッド化技術による高機能セルラーゼの開発などに成功しています。
実用化イメージ

バイオセンサー、バイオプローブ、固相基質を対象にした高機能ハイブリッド酵素。

研究者

大学院工学研究科

梅津 光央  

Mitsuo Umetsu

バイオフィルム

口腔バイオフィルム機能解析システム:「何がいるか?」から「何をしているか?」まで

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  •  歯、舌、口腔粘膜には、500種を超す膨大な数の微生物がバイオフィルムを形成し、齲蝕、歯周病、口臭などの口腔疾患、さらには歯科材料劣化の原因となります。
  •  私どもは、構成菌種や機能(代謝)をメタゲノム、メタボロミクスといったオミクス技術や最新の検出技術で解析すると共に、その多くが嫌気性菌である構成菌を生きたまま取り出し、高度嫌気性実験システムを用いて機能解析を行っています。「何がいるか?」から「何をしているか?」までを知ることで、初めてその制御(予防と治療)が可能となります。
実用化イメージ

口腔バイオフィルム性疾患(齲蝕、歯周病、口臭、誤嚥性肺炎など)のリスク診断
・薬剤や食材の口腔バイオフィルム機能への効果
・バイオフィルム性材料劣化の評価

研究者

大学院歯学研究科

髙橋 信博  

Nobuhiro Takahashi