東北大学 研究シーズ集

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無線通信

先端ワイヤレス通信

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特徴・独自性
地上系・衛星系を統合した高度情報ネットワークの実現を目指して、高信頼かつ電力消費の少ない先端ワイヤレス通信技術に関して、高周波回路・信号処理回路・RFIC・実装技術から送受信機技術、変復調・ネットワーク技術に至るまで、一貫した研究・開発を行っている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
地上無線通信あるいは衛星通信用の送受信機のハードウェア技術、たとえば、ディジタルRF、フェーズドアレーアンテナなどのビームフォーミング回路、ソフトウェア無線機の技術に関して、共同研究が可能と考えています。

電気通信研究所
末松 憲治 教授 博士(工学)
SUEMATSU, Noriharu Professor

無線LANローミング

多様なアクセス制御方式をもつネットワークローミングシステム

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特徴・独自性
認証基盤に基づく無線LANローミング環境で、ユーザ属性情報を用いて多様なアクセス制御を実現する方式を開発している。802.1x方式による大学間無線LANローミングeduroamを運用しつつ、認証結果によりアクセス制御方式の改良提案と実証評価を行う。ユーザの所属情報に従いOpenFlow技術を用いて収容ネットワークを選択したり、予め設定した属性データによりアクセス権限を制御したりできる技術を含んでいる。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
ネットワークアクセス制御と認証応用の結合は、利用者ごとにネットワーク利用のサービスや優先度を変更できる耐災害ネットワーク構築技術に応用できる。無線LANアクセスサービスの多様化を可能とする基盤技術として利用できる。

サイバーサイエンスセンター
曽根 秀昭 教授 博士(工学)
SONE, Hideaki Professor

無損傷

メカトロニクス

安全で安心して暮らせる豊かな社会を実現するためのロボットテクノロジー

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特徴・独自性
倒壊瓦礫の数cmの隙間をぬって内部調査できる世界唯一のレスキューロボット「能動スコープカメラ」、福島原発で2~5階を初めて調査した世界唯一のロボット「クインス」などを研究開発してきました。その技術は、トヨタ東日本との共同による氷雪環境の屋外で稼働する無人搬送車の製造ライン投入、清水建設との共同による瓦礫内調査システム「ロボ・スコープ」の開発など、さまざまな応用に展開されています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
現実の問題に対する求解を通じた教育・研究をモットーに、現段階で10件近くの産学連携研究を進めています。特に、屋外調査、インフラ・設備点検など、ロボットによる遠隔化・自動化に特徴があります。

情報科学研究科
田所 諭 教授 博士(工学)
TADOKORO, Satoshi Professor

メカノケミカル法

地球環境保全に貢献する粉体工学の創成

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特徴・独自性
粉体は私たちの生活に欠かすことのできない固体の存在形態であり、食品や化粧品、薬品、セラミックス、鉱工業等、様々な産業分野で用いられている。粉体を原料とする製品の性質や特性はその化学組成だけではなく、材料中の粒子充填構造にも大きく依存するため、粉砕や混合などの粉体プロセスを制御することが必要である。本研究室では、粉体プロセスを自在に精緻に制御するためのツールとしてのシミュレーション法の創成を行っている。本シミュレーションによって、粉体プロセスを最適化することにより、省エネルギー化や省資源化を図っている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
シミュレーションを活用した粉砕、混合、充填などの粉体プロセスの解析・高効率化とメカノケミカル効果を積極的に活用した都市鉱山からの金属リサイクルやバイオマスからの創エネルギーに関する研究を展開している。

多元物質科学研究所
加納 純也 教授 博士(工学)
KANO, Junya Professor

メダカ

魚類iPS細胞開発に向けた基盤研究

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特徴・独自性
細胞の多能性をGFPの蛍光でモニターできるトランスジェニック(Tg)メダカとゼブラフィッシュを開発した。開発したTgを使うと、GFPの蛍光発光で胚細胞の多能性や再生組織に出現する多能性細胞をモニターできるので、培養細胞のiPS化を蛍光で判定することも可能である。また哺乳類のiPS細胞作成用に市販されているMiniCircle DNAが魚類でも多能性付与効果のあることを明らかにした。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
魚類iPS細胞の開発。現在、モデル生物であるメダカとゼブラフィッシュを用いて基盤研究を進めているが、養殖魚の選抜系統を細胞の状態で凍結保存する技術開発に結びつけたい。

農学研究科
鈴木 徹 教授 農学博士
SUZUKI, Tohru Professor

メタボ

実践的かつ経営的処方を支援する薬品決定支援システムおよびプログラムの開発

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 糖尿病における実地医療現場で実践的かつ経営的処方術を実施するための薬剤決定支援システムおよび薬剤決定支援プログラムを発明した(特許第4176438号)。
 我が国の保健医療現場における医師の処方は1剤205円以内の6剤投薬と規定されている。この制限を越えた投薬を施行した場合には薬価請求額の10%が減額されるしくみになっている。但し、服用法が同じで、かつ205円以内に収まる複数の薬剤は1剤とみなされ、6剤を越えた処方がなされても6剤以下の処方と扱われる。
一方、我が国の高齢化社会では加齢に伴い糖尿病患者が増加している。糖尿病合併症を含めその治療薬を1人の内科医が処方すると容易に6剤投薬を超えてしまう。そこで医療経営的にジェネリック(後発品)の使用が不可欠となる。しかし、医師が先発品と後発品の医薬情報を薬価まで熟知し瞬時に処方を行うことは極めて難しい。本発明は主に糖尿病診療における内科医の処方技術を実践的かつ経営的に改善するものである。
 本発明(特許)を活用して事業化を企てる企業または出資者・開発支援者を求めている。
 ソフトウエアのサンプルあり。

医工学研究科
野々垣 勝則 教授 医学博士
NONOGAKI, Katsunori Professor

メタボリックシンドローム

心臓と血管の血圧反射機能を独立に定量診断することができる非侵襲診断装置

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特徴・独自性
これまでに血管系の自律神経反射機能を診断する方法論は存在しなかった。我々は、心臓と血管の血圧反射機能を独立に定量診断する方法論を新しく発明した。メタボ対策などのヘルスケア産業に進展が期待される。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
予防医学の機器開発、医薬品、サプリメントの効果判定、健康維持機器開発。

加齢医学研究所
山家 智之 教授 医学博士
YAMBE, Tomoyuki Professor

メタボローム

和食を基盤とした健康長寿食の開発や未病改善サプリメント開発と展開

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特徴・独自性
私たちは、和食の健康機能について研究を行い、1975年の日本食にストレス軽減や肥満、糖尿病、脂肪肝、認知症、がんのリスク減少、寿命が延伸する機能を持つことを明らかにしました。そして、様々な評価系により、1975年日本食の特徴を明確しました(図1)。この研究で得られた様々な知見は、健康食品を開発するうえでかなりのアドバンテージとなり、健康長寿食の開発や未病改善サプリメント開発を行うことができます。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
食品の機能性研究の他に、食事や食素材のメタボローム手法を用いた一斉分析により機能性成分の同定(図2)、腸内細菌叢のバランスをより良いものに改善する成分の同定(図3)なども可能です。

農学研究科
都築 毅 准教授 博士(農学)
TSUDUKI, Tsuyoshi Associate Professor

メタボロミクス

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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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。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
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

歯学研究科 口腔生化学分野
高橋 信博 教授 博士(歯学)
TAKAHASHI, Nobuhiro Professor

メタマテリアル

ナノスケール超微細構造を利用した超小型・高機能光デバイスの開発

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特徴・独自性
ナノスケール超微細構造と光との相互作用から生じる新規光学現象を利用した超小型・高機能光デバイスの研究を行っています。また、ナノ光学素子を実用化する上で顕在している問題を克服する新たな製作技術の開発も行っています。
《主な研究テーマ》
■可動メタマテリアルによる光の動的制御
■微細周期構造を利用したカラーフィルタの研究
■表面原子自己拡散を利用した超平坦化技術の開発
■超低損失シリコンナノフォトニクスの基礎研究

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
光フィルタ、光共振器、カラーフィルタ等の用途を目指しており、ナノインプリントによるナノ光学素子の開発も行っています。

工学研究科 ナノメカニクス専攻
金森 義明 准教授 博士(工学)
KANAMORI, Yoshiaki Associate Professor

メタン発酵

パームオイル廃液(POME)の高効率の新規メタン発酵プロセスの創成

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現在、マレーシアとインドネシアの2ヶ国は世界のパームオイル生産量の86%を占め、大量に排出されるパームオイル廃液 (POME) はラグーン (安定化池) で不適切に処理され、表層水・地下水汚染や悪臭問題を引き起こしているだけでなく、メタンガスを大気中に放出して温暖化を加速させている。本研究は、メタン発酵の技術的・微生物科学の卓越した蓄積を有する日本の研究機関コンソーシアム (東北大学、産総研、国環研) が、マレーシア、インドネシアの研究機関 (SIRIM、BPPT) と国際共同研究体制を構築して、現地一体型の実証実験によって、POMEを高効率で処理する新規の高性能メタン発酵技術を創成することである。我々は本研究に関して興味のある企業へ学術指導を行う用意がある。

未来科学技術共同研究センター
原田 秀樹 教授 工学博士
HARADA, Hideki Professor

メタン発酵とアナモックスプロセスの応用

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特徴・独自性
嫌気性微生物系(メタン生成古細菌とアナモックス細菌)と機能性材料(分離膜、担体)の融合利用により、有機性排水・廃棄物の処理に適した省エネルギー・低炭素型かつエネルギー生産ができる高効率的処理技術を確立していきたいです。図1に示すように、嫌気性膜分離反応槽と担体添加型一槽式アナモックス(ANAMMOX)ユニットを組み合わせることによって新しい排水・廃棄物処理システムを構築し、図2のような効果の実現を目指しています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
下水、産業排水、ごみ埋立処理処分場浸出水などの有機性排水処理および廃棄物系バイオマスのエネルギー資源化を目指して、環境プラントメーカーまたはバイオガス発電事業者との連携を図っていきたいです。

工学研究科 / レアメタル・グリーンイノベーション研究開発センター
李 玉友 教授 工学博士
LI, Yu-You (RI, Gyokuyu) Professor

滅菌

キャビテーションによる水処理

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 キャビテーションを意図的に発生させた水を用いて水耕栽培を行うと,植物の活性が高まり,植物の成長を早めたり,植物の質を高めたりすることができます。また養殖などに有害なプランクトンを含む水をキャビテーションで処理すると,プランクトンを殺滅することができます。薬品を使うことなく,殺菌や滅菌などの水処理を行うことができるので,環境負荷が少ない水処理法です。低価格の設備で,かつ低ランニングコストでキャビテーションを発生できる装置を開発しているので,植物工場や養殖などの水処理に適用することが可能です。本技術を活用したい企業や団体との共同研究を希望します。あるいは本研究に関して興味のある企業へ学術指導を行うことも可能です。

工学研究科
祖山 均 教授 工学博士
SOYAMA, Hitoshi Professor

大気圧プラズマ流による次世代滅菌法の開発

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 プラズマ滅菌は化学反応性、大気圧低温、低消費電力、低コスト、安全などの利点を有するため、既存の滅菌法の代替滅菌法として開発が進められている。本研究室では、様々な大気圧低温プラズマ流に対して、化学種生成輸送機構や滅菌効果について解明してきた。図1に示すように大腸菌にプラズマを照射すると、細胞内部よりカリウムが漏出してくる現象や細胞の高さが減少し変形することなどを明らかにしている。また、図2に示すように細管内部にプラズマを非一様に生成し、誘起される流れにより化学種を輸送して細管内壁を滅菌する手法を開発している。この技術を産業界で活用したい企業や団体との共同研究を希望する。

流体科学研究所
佐藤 岳彦 教授 工学博士
SATO, Takehiko Professor

メディア

経済発展下の現代インドの文化、社会、産業、民族性などについての動態的研究

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特徴・独自性
南インドの文化、社会、言語、宗教などの動態について、現地調査を駆使して研究を行ってきた。併せて、世界に拡がるインド系移民の動向や人的ネットワークについて、華人の動きとも対照しながら研究している。産業界(製造業、医療産業、情報メディア産業、娯楽産業、通信インフラなど)の最新事情にも精通している。専門の論考のほか、一般向けの出版物も数多く著し、好評を得て版を重ねている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
インドへの進出や取引を模索する企業に、最新の成果を踏まえた現地事情について、詳細な情報を供与するとともに、10年余の滞印経験と産学官の幅広い人脈とを駆使した適応支援を行う用意がある。

国際文化研究科
山下 博司 教授 Ph.D.
YAMASHITA, Hiroshi Professor

MEMS-LSI集積化デバイス

MEMSとLSIをコアとしたエッジヘビーセンシング

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特徴・独自性
半導体技術であるMEMSとLSIを組み合わせることで高付加価値なデバイスならびにシステムを提供できます。例えば、MEMSセンサと専用LSIとを集積化した触覚センサデバイスでは、これまでに困難であった高性能なセンシング、多数個センサ配置、高速応答、省配線、高いシステムの柔軟性などを同時に実現しています。ハードウェアモジュール、ソフトウェア利用者のためのAPI、開発ツール等も考慮します。

産学連携の可能性
社会実装を第一に考えており、また、これまでに上流から下流まで広く企業との繋がりがあり、バランスの取れた研究開発ならびに実用化までの連携を行うことができます。

マイクロシステム融合研究開発センター
室山 真徳 准教授 博士(工学)
MASANORI, Muroyama Associate Professor

免疫組織化学

乳がんにおけるホルモン作用

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特徴・独自性
乳がんの発育進展には女性ホルモンが重要な役割を担っており、その作用を制御することで乳がんの治療が可能です。我々は乳がん組織を病理学的に解析し、乳がんにおけるホルモン作用の本質に迫ります。そして得られた知見を細胞培養や動物モデル等様々な研究手法を用いて多角的に検証します。このように病理学的解析と分子生物学的解析を研究の両輪とすることで、オリジナリティーにあふれた研究成果を生み出したいと考えています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
乳がんの予後や治療効果に関する新規検査方法の開発や新規薬剤の治療効果の評価等が可能と思われます。

医学系研究科 病理検査学分野
鈴木 貴 教授 医学博士
SUZUKI, Takashi Professor

モーションキャプチャ

モーションキャプチャを活用した伝統芸能の継承支援

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特徴・独自性
最新のモーションキャプチャ・システムを活用し伝統芸能や民俗芸能の継承を支援している。例えばこれまでに、八戸法霊神楽、東北各地の民俗芸能、 ハワイアンフラ、韓国伝統舞踊、中国雑伎や太極拳などのモーションキャプチャを実施した。モーションキャプチャで得られたデータは、3DCGやアニメーションなどを駆使し現代的で魅力的な映像として再現している。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
子どもたちに対する継承支援だけでなく、観光産業などの地域振興にとっても効果的なコンテンツになると考えている。
参考HP:
http://www.watabe-lab.org/

教育情報学研究部
渡部 信一 教授 教育学博士
WATABE, Shinichi Professor

生体用モーションキャプチャシステムの開発

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特徴・独自性
生体に関する様々な運動を非接触かつ非侵襲的に計測することが可能な生体用モーションキャプチャシステムの開発を行っています。口腔内など遮蔽された空間でも利用可能な磁気式システムでは、最新の磁気工学技術によるLC共振型磁気マーカを利用し、外部からの磁場印加によるシステムのワイヤレス化を実現しました。さらに光学式システムでは小型軽量の赤外線反射マーカを利用し、250ヘルツにて50箇所までリアルタイムでの同期的計測が可能なシステムの開発に成功しています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
本システムでは生体に関する様々な動作解析が可能で、非接触かつ非侵襲的な動作解析を必要とする診断・医療機器などへの応用が可能です。条件に合わせてシステムを特化することもできるので、本システムを活用したい企業や団体との共同研究を希望します。

歯学研究科 歯学イノベーションリエゾンセンター
金高 弘恭 准教授 博士(歯学)
KANETAKA, Hiroyasu Associate Professor