東北大学 研究シーズ集

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オクタン価

温度勾配型マイクロフローリアクタによる着火・燃焼特性の測定・評価

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特徴・独自性
多様な燃料の着火・燃焼特性を客観評価する新原理の試験法を開発・実用化した。流れ方向に温度が徐々に上昇するよう外部から温度分布制御した微小流路を用いる。燃料が温度上昇と共に低温(600K程度)から酸化剤と反応開始、反応完了(~1300K)までの過程(通常は高速の過渡現象「着火現象」)を、温度域別に分離した定常な複数反応帯(火炎クロマトグラフィ)として安定化することに成功した。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
オクタン価やセタン価推定、天然ガス成分別の反応特性解明を既達成。簡便な標準的燃焼化学反応の試験装置として、各種燃焼器開発への適用、不明燃料の着火特性解明にも応用可能である。

流体科学研究所
丸田 薫 教授 博士(工学)
MARUTA, Kaoru Professor

遅れ破壊

高強度鋼の水素脆化

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1) 特徴・独自性
高強度鋼の水素脆化特性について、水素が高強度鋼の機械的特性に及ぼす影響と腐食反応による環境からの水素侵入の両面から研究に取り組んでいます。主な研究内容は、各種高強度鋼の水素脆化による破壊の機構解明や、電気化学的手法を用いた種々の環境における腐食に伴う水素の侵入挙動の検討、鋼中の水素可視化手法、水素脆化特性評価法の提案などです。

2) 産学連携の可能性(想定される用途・業界)
高強度鋼材料の水素脆化特性とそれに及ぼす金属組織や水素トラップ物質の影響や、材料の特性や形状に応じた水素脆化評価法の提案、新規な水素可視化手法の開発など水素脆化分野での共同研究。

金属材料研究所
秋山 英二 教授 博士(理学)
AKIYAMA, Eiji Professor

音空間

3次元音空間情報センシング・合成技術

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特徴・独自性
高精細3D音空間情報センシングと3D聴覚ディスプレイ技術は、人間が両耳情報から3D音空間を知覚する過程の科学的知見に基づくものである。センシング:2マイク入力から、3D音空間情報を損なわずに目的方向の音の抽出が可能。また多数のマイクから完全な全方位3次元音空間情報を記録する技術を有する。
聴覚ディスプレイ:ヘッドフォン・2スピーカにより精密な3次元音空間合成が可能。また多数スピーカによる音場の精密合成技術を有する。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
高臨場感3D情報通信・放送分野、音楽ホール演奏等の高感性音空間丸ごと記録、音空間サーベイランス、補聴・助聴器等に直接応用が可能。また、感性工学や遠隔労働、遠隔医療等の分野における応用も想定できる。

電気通信研究所
鈴木 陽一 教授 工学博士
SUZUKI, Yoiti Professor

オプトジェネティクス

神経細胞の光駆動

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特徴・独自性
単細胞緑藻類クラミドモナスの光受容タンパク質のチャネルロドプシンが、単一の分子で、光を電気信号に変換する機能を利用して、神経細胞や心筋細胞などを光で駆動する技術(オプトジェネティクス、光遺伝学)が生まれています。私たちは、機能的に優れた改変型チャネルロドプシン、チャネルロドプシンを組込んだラット、ゼブラフィッシュ、培養細胞などを創出し、配布しています。また、光操作のための光学装置を開発しています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
創薬(薬効評価、副作用などのスクリーニング)、環境アセスメント、医療機器(電気の代わりに光を利用したペースメーカーなど)。

生命科学研究科
八尾 寛 教授 医学博士
YAWO, Hiromu Professor

オリゴヌクレオチド

核酸医薬への展開を目指した架橋反応性人工核酸の開発

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核酸医薬は標的に対して相補的な塩基配列を持つ人工的に化学合成された核酸分子である。核酸医薬による遺伝子発現制御方法は、アンチセンス法、siRNA法、デコイ法などが知られており、21世紀の新しい創薬として注目を集めている。最近、蛋白を発現しないnon coding RNAが遺伝子発現制御に重要な働きをもつことがわかってきており、核酸医薬の新たな標的として注目されている。我々は次世代の核酸医薬の開発を目指し、遺伝子に対して高い効率で反応する新規架橋反応性人工核酸を開発した。
遺伝子に対する選択的な化学反応は、核酸医薬を用いた遺伝子発現制御方法を効率化するのみならず、従来にはない、遺伝子改変技術として展開できる可能性を有することから、その有用性は非常に高いと考えられる。さらに本技術では共有結合した2本鎖DNAを容易に調整できることから、有用なDNA材料の創製も可能であり、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。

多元物質科学研究所
永次 史 教授 薬学博士
NAGATSUGI, Fumi Professor

音楽情報処理

音声・音楽をターゲットとした信号処理・情報処理

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 音を中心としたさまざまな情報処理の研究を行っています。音声認識関連では、これまでに、音声認識の高精度化、音声によるロボットとの対話システムなどの研究を行ってきました。特に対話システムでは、手軽に作成できて柔軟な対話システムの開発、画像も併用したマルチモーダル対話システムなどを研究しています。また、これを応用し、外国語のスピーキング教育のための学習支援システムの技術を開発してきています。音声以外の一般音認識として、環境内での異常音の検出の研究を行っています。音声・音楽の符号化関連の研究としては、電話音声やMP3符号化音声への情報埋め込みの研究、またこれらの音信号をインターネットでストリーミング配信する時のパケットロス耐性を向上させる研究、補助情報を用いて音楽信号の操作を行う研究などを行ってきています。音楽情報処理の研究としては、ハミング音声を使った音楽情報検索の研究や、カラオケをターゲットとした歌声の自動評価の研究などを行っています。
 これらに限らず、信号時系列(音信号、センサーデータなど)や記号系列(自然言語、シンボル系列)のモデル化、認識、圧縮、データマイニングなどの技術を持っています。
 これらの技術を必要とする企業に対して、技術指導および共同研究を行う用意があります。

工学研究科
伊藤 彰則 教授 工学博士
ITO, Akinori Professor

音響

3次元音空間情報センシング・合成技術

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特徴・独自性
高精細3D音空間情報センシングと3D聴覚ディスプレイ技術は、人間が両耳情報から3D音空間を知覚する過程の科学的知見に基づくものである。センシング:2マイク入力から、3D音空間情報を損なわずに目的方向の音の抽出が可能。また多数のマイクから完全な全方位3次元音空間情報を記録する技術を有する。
聴覚ディスプレイ:ヘッドフォン・2スピーカにより精密な3次元音空間合成が可能。また多数スピーカによる音場の精密合成技術を有する。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
高臨場感3D情報通信・放送分野、音楽ホール演奏等の高感性音空間丸ごと記録、音空間サーベイランス、補聴・助聴器等に直接応用が可能。また、感性工学や遠隔労働、遠隔医療等の分野における応用も想定できる。

電気通信研究所
鈴木 陽一 教授 工学博士
SUZUKI, Yoiti Professor

音響共振子

MEMS・マイクロマシンと微細加工技術に関する研究

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特徴・独自性
情報機器の入出力や自動車の安全のために用いられるMEMSと呼ばれるマイクロデバイス/システムの研究を行っています。集積化センサ、圧電デバイス、高周波MEMS、過酷環境センサ、マイクロエネルギーデバイス、ウェハレベルパッケージなどの研究に実績があります。リソグラフィ、エッチング、成膜、ウェハ接合、実装、各種評価のための装置を多数揃え、研究者自身が操作して研究できる開かれた実験環境を提供しています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
これまでに多くの企業から研究員を受け入れ、産学共同研究を行うとともに、スポット的に装置を利用頂くような支援も積極的に行っています。豊富な資料・データに基づき、随時、技術相談を受け付けています。

工学研究科 バイオロボティクス専攻
田中 秀治 教授 博士(工学)
TANAKA, Shuji Professor

音響パワー

熱音響現象の理解と応用

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特徴・独自性
温度境界層程度の狭い流路を伝搬する気柱音波は、音響パワーの自発的な生成や増幅、また低温生成などの多様な熱的現象を引き起こします。これら熱音響現象を実験的に理解し、固体ピストンなどの可動部品のない熱機関へ応用することに取り組んでいます。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
音波エンジンは外燃機関ですから、産業排熱や太陽光エネルギーを熱源として利用可能です。
音波クーラーはフロンを使用しない冷却技術です。

工学研究科
琵琶 哲志 教授 博士(工学)
BIWA, Tetsushi Professor

音響共鳴

非水浸超音波可視化手法

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 水と被検査物との間に固体薄膜を挿入し、薄膜と被検査物との界面に負圧力を付与した状態で高周波数超音波を伝達する独自のドライ超音波法(日本国特許第3709559号)を開発しています。当該原理に基づき試作したドライ超音波顕微鏡により、これまで実現されていなかった水非接触下における電子デバイス内部の高分解能可視化に成功しています(図1)。さらに音響整合層として機能する高分子薄膜を挿入することで、従来水没時よりも高画質な内部画像を得ることも可能にしました(図2)。また、超音波が薄膜を通過する際に生じる音響共鳴現象を利用して、高分子フィルムの音響物性値を測定(図3)するなど、薄物材料の高精度な非破壊評価が可能です(日本国特許第4403280号)。 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します。

工学研究科
燈明 泰成 准教授 工学博士
TOHMYOH, Hironori Associate Professor

オンサイト・オンライン分析

材料開発のための機器分析法のシーズ研究および装置化

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特徴・独創性
材料開発とその特性発現のメカニズム解明に必要とされる、元素分析を中心とした新しい機器分析法の研究開発を行っている。特に、工業材料のオンライン分析、リサイクル素材の選別等に適用できる高速分析法として、レーザ誘起プラズマを利用した発光分析法に注目し、減圧レーザ誘起プラズマを用いた分析装置やグロー放電励起源とレーザアブレーションを組み合わせた発光分析装置を提案している。

産学連携の可能性
従来より鉄鋼業をはじめとする金属素材産業と様々な共同研究を行っており、その実績を生かし、さらに広範な産業分野において必要とされる機器分析方法について学術指導、共同開発を行う用意がある。

金属材料研究所
我妻 和明 教授 工学博士
WAGATSUMA, Kazuaki Professor

音像定位

3次元音空間情報センシング・合成技術

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特徴・独自性
高精細3D音空間情報センシングと3D聴覚ディスプレイ技術は、人間が両耳情報から3D音空間を知覚する過程の科学的知見に基づくものである。センシング:2マイク入力から、3D音空間情報を損なわずに目的方向の音の抽出が可能。また多数のマイクから完全な全方位3次元音空間情報を記録する技術を有する。
聴覚ディスプレイ:ヘッドフォン・2スピーカにより精密な3次元音空間合成が可能。また多数スピーカによる音場の精密合成技術を有する。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
高臨場感3D情報通信・放送分野、音楽ホール演奏等の高感性音空間丸ごと記録、音空間サーベイランス、補聴・助聴器等に直接応用が可能。また、感性工学や遠隔労働、遠隔医療等の分野における応用も想定できる。

電気通信研究所
鈴木 陽一 教授 工学博士
SUZUKI, Yoiti Professor

音声処理

音声・音楽をターゲットとした信号処理・情報処理

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 音を中心としたさまざまな情報処理の研究を行っています。音声認識関連では、これまでに、音声認識の高精度化、音声によるロボットとの対話システムなどの研究を行ってきました。特に対話システムでは、手軽に作成できて柔軟な対話システムの開発、画像も併用したマルチモーダル対話システムなどを研究しています。また、これを応用し、外国語のスピーキング教育のための学習支援システムの技術を開発してきています。音声以外の一般音認識として、環境内での異常音の検出の研究を行っています。音声・音楽の符号化関連の研究としては、電話音声やMP3符号化音声への情報埋め込みの研究、またこれらの音信号をインターネットでストリーミング配信する時のパケットロス耐性を向上させる研究、補助情報を用いて音楽信号の操作を行う研究などを行ってきています。音楽情報処理の研究としては、ハミング音声を使った音楽情報検索の研究や、カラオケをターゲットとした歌声の自動評価の研究などを行っています。
 これらに限らず、信号時系列(音信号、センサーデータなど)や記号系列(自然言語、シンボル系列)のモデル化、認識、圧縮、データマイニングなどの技術を持っています。
 これらの技術を必要とする企業に対して、技術指導および共同研究を行う用意があります。

工学研究科
伊藤 彰則 教授 工学博士
ITO, Akinori Professor

音声通信

音声・音楽をターゲットとした信号処理・情報処理

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 音を中心としたさまざまな情報処理の研究を行っています。音声認識関連では、これまでに、音声認識の高精度化、音声によるロボットとの対話システムなどの研究を行ってきました。特に対話システムでは、手軽に作成できて柔軟な対話システムの開発、画像も併用したマルチモーダル対話システムなどを研究しています。また、これを応用し、外国語のスピーキング教育のための学習支援システムの技術を開発してきています。音声以外の一般音認識として、環境内での異常音の検出の研究を行っています。音声・音楽の符号化関連の研究としては、電話音声やMP3符号化音声への情報埋め込みの研究、またこれらの音信号をインターネットでストリーミング配信する時のパケットロス耐性を向上させる研究、補助情報を用いて音楽信号の操作を行う研究などを行ってきています。音楽情報処理の研究としては、ハミング音声を使った音楽情報検索の研究や、カラオケをターゲットとした歌声の自動評価の研究などを行っています。
 これらに限らず、信号時系列(音信号、センサーデータなど)や記号系列(自然言語、シンボル系列)のモデル化、認識、圧縮、データマイニングなどの技術を持っています。
 これらの技術を必要とする企業に対して、技術指導および共同研究を行う用意があります。

工学研究科
伊藤 彰則 教授 工学博士
ITO, Akinori Professor

音声認識

音声・音楽をターゲットとした信号処理・情報処理

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 音を中心としたさまざまな情報処理の研究を行っています。音声認識関連では、これまでに、音声認識の高精度化、音声によるロボットとの対話システムなどの研究を行ってきました。特に対話システムでは、手軽に作成できて柔軟な対話システムの開発、画像も併用したマルチモーダル対話システムなどを研究しています。また、これを応用し、外国語のスピーキング教育のための学習支援システムの技術を開発してきています。音声以外の一般音認識として、環境内での異常音の検出の研究を行っています。音声・音楽の符号化関連の研究としては、電話音声やMP3符号化音声への情報埋め込みの研究、またこれらの音信号をインターネットでストリーミング配信する時のパケットロス耐性を向上させる研究、補助情報を用いて音楽信号の操作を行う研究などを行ってきています。音楽情報処理の研究としては、ハミング音声を使った音楽情報検索の研究や、カラオケをターゲットとした歌声の自動評価の研究などを行っています。
 これらに限らず、信号時系列(音信号、センサーデータなど)や記号系列(自然言語、シンボル系列)のモデル化、認識、圧縮、データマイニングなどの技術を持っています。
 これらの技術を必要とする企業に対して、技術指導および共同研究を行う用意があります。

工学研究科
伊藤 彰則 教授 工学博士
ITO, Akinori Professor

音声符号化

音声・音楽をターゲットとした信号処理・情報処理

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 音を中心としたさまざまな情報処理の研究を行っています。音声認識関連では、これまでに、音声認識の高精度化、音声によるロボットとの対話システムなどの研究を行ってきました。特に対話システムでは、手軽に作成できて柔軟な対話システムの開発、画像も併用したマルチモーダル対話システムなどを研究しています。また、これを応用し、外国語のスピーキング教育のための学習支援システムの技術を開発してきています。音声以外の一般音認識として、環境内での異常音の検出の研究を行っています。音声・音楽の符号化関連の研究としては、電話音声やMP3符号化音声への情報埋め込みの研究、またこれらの音信号をインターネットでストリーミング配信する時のパケットロス耐性を向上させる研究、補助情報を用いて音楽信号の操作を行う研究などを行ってきています。音楽情報処理の研究としては、ハミング音声を使った音楽情報検索の研究や、カラオケをターゲットとした歌声の自動評価の研究などを行っています。
 これらに限らず、信号時系列(音信号、センサーデータなど)や記号系列(自然言語、シンボル系列)のモデル化、認識、圧縮、データマイニングなどの技術を持っています。
 これらの技術を必要とする企業に対して、技術指導および共同研究を行う用意があります。

工学研究科
伊藤 彰則 教授 工学博士
ITO, Akinori Professor

カーボンナノチューブ

高機能カーボンナノチューブーアルミナ複合材料の開発

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特徴・独自性
分散が困難とされていた、カーボンナノチューブ(CNT)を配合したセラミック複合材料の開発に関して、CNTの剛性ならびに表面性状を制御することにより均一分散させたCNT/アルミナ複合材料の作製に成功した。さらに、無加圧焼結によりアルミナ単味の強度特性を大きく超える複合体を作製できている。これを背景に、試作したCNT/アルミナ複合材料の機械・電気的特性の向上と実用化に向けた基礎研究を行っている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
トライボ応用、強度と耐摩耗性が要求される人口股関節等の生体材料、電気ひずみ効果を利用したマイクロアクチュエータ、数GHz~数10GHz程度の周波数帯における電波吸収材料への応用展開が期待される。

工学研究科
橋田 俊之 教授 工学博士
HASHIDA, Toshiyuki Professor

先進プラズマ技術を利用した新機能性ナノカーボンの創製

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当研究では,プラズマを利用して炭素原子で作られた超分子と呼ばれるフラーレン,カーボンナノチューブ,グラフェン等を直径等の構造を制御しながら合成している.さらに,それらの内部に別の原子や分子を閉じ込めることによって,超伝導や磁性体と半導体が混在する新しい機能性を持つ物質・材料の開発等を行っている.これまでに,電子ドナーのアルカリ金属,及び電子アクセプタのハロゲン原子やフラーレンを交互に半導体カーボンナノチューブに挿入することによって,n型とp型半導体を接合したナノサイズのダイオードの形成に成功している.
さらに,これらの新機能性物質・材料を用いて,高効率・高性能な電子デバイス(太陽電池等のエネルギー変換素子,トランジスタ,超伝導素子,発光素子,量子コンピューティング素子等)の基礎的な開発を行っている.
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.

工学研究科・工学部 電子工学専攻 
畠山 力三 教授 工学博士
HATAKEYAMA, Rikizo Professor

外国語教材

英語と日本語を対象にした意味伝達のしくみの研究

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特徴・独自性
主に英語と日本語を対象にして、意味の伝わり方の研究をしています。たとえば、「新聞」は、「テーブルの上にある新聞」と言ったときには印刷物を表しますが、「新聞は政治家の不正を告発した」と言ったときにはメディアを表します。このように複数の意味を持つ単語を多義語と言います。現在は、多義がどのように生じ、実際のコミュニケーションにおいて人がその意味をどのように区別して理解するのかという問題に取り組んでいます。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
言語の機械処理や自動翻訳に関わる基礎研究、またそれに関連する辞書の構築に寄与する理論的基盤を提供することができます。また、外国語の教材や教育プログラムに関係する分野でも有益な結果が期待されます。

国際文化研究科
小野 尚之 教授 文学博士
ONO, Naoyuki Professor

概日リズム

魚類の稚魚発生機構の解明

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特徴・独自性
水産増養殖では、健康な稚魚(種苗)を安定的に生産することが不可欠です。増養殖の技術開発に貢献することを目的として、胚から稚魚への発生を制御している分子調節機構、飼料成分や飼育環境が発生におよぼす影響を解析している。ヒラメ脊椎骨のトランスクリプトーム解析も行った。最近は、海産魚類では視交叉上核に中枢時計が存在することを魚類で始め発見し、日照条件と生体リズム形成の関係についても研究を進めており、医薬学への応用も可能である。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
親魚、稚魚用飼料の開発、魚類をモデルにした概日リズムに及ぼす薬剤の影響の解明。

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