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サービス工学

データ活用による社会的価値創出

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 我々の日常生活や社会の中で蓄積されたデータを活用することで、生活・社会・サービス産業等における実際の問題解決による新しい社会的価値の創出を志向しています。主にベイズモデルを利用した統計的モデリングによって、各々の事例に適した問題解決の実践を行っています。同様に、機械学習やデータマイニングの手法を主とした、汎用的なデータ活用システムの開発も行っています。その過程を通して、ビッグデータ分析手法やセンサ信号処理法の高度化も目指しています。
実用化イメージ

データ分析手法の高度化やデータ活用の実践に関して共同研究や学術指導の枠組みで知見・ノウハウの提供ができます。社会やサービス産業の問題に限らず、医学・工学・情報科学分野の問題解決に関する共同研究や、データ活用を基盤とした製造業のサービス化に関する共同研究も行っています。

研究者

大学院経済学研究科

石垣 司  

Tsukasa Ishigaki

災害

あらゆるモノ同士の直接通信の効率化を実現する技術

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概要

あらゆるモノが自由自在につながる世界の実現を目指し、モノがインターネットにつながるためのインフラ型の無線通信技術と、モノが相互につながるためのアドホック型の無線通信技術の両方について研究を展開しています。研究対象となるモノについては、スマホから衛星まで様々です。

従来技術との比較

従来技術の多くは、モノに対してネットワーク接続機能を付与することでインフラ型の通信を可能にします。一方、本技術は、モノ同士が自由自在に直接つながるための機能を実現するもので、あらゆるモノが相互につながるアドホック型の通信を可能にします。

特徴・独自性
  • モノが相互につながるためのアドホック型の無線通信技術の一部について、スマートフォンを対象にして応用した事例として「スマホdeリレー」がありますが、こちらの研究開発詳細については研究室ウェブサイトをご覧下さい。
実用化イメージ

インフラ型の無線通信技術ならびにアドホック型の無線通信技術のそれぞれについて、無線通信機、通信システム、および通信サービスに関連する業界、ならびに防災・減災など災害時の情報通信に関係する業界の企業等との連携により、社会へ貢献することを目指しています。

研究者

大学院工学研究科

西山 大樹  

Hiroki Nishiyama

災害科学

噴出物の物質科学的研究に基づく火山噴火推移予測

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 従来の火山活動の観測や噴火対応は、地球物理学的な手法に基づくものが主流でしたが、近年、マグマの物質科学的な研究の発展が顕著になっています。火山活動が活発化した際、初期の噴出物を迅速に分析することで、地下深部のマグマの状態を把握し、その後の噴火推移を準リアルタイムに予測することで、火山災害の軽減に繋げたいと考えています。
実用化イメージ

火山噴出物の組織分析の自動化手法の開発、過去の噴火履歴も考慮したリスク評価などに活用可能です。

研究者

大学院理学研究科

中村 美千彦  

Michihiko Nakamura

災害救助

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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概要

従来技術との比較

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」などを研究開発しました。それらの技術は、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。
実用化イメージ

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。

研究者

大学院情報科学研究科

田所 諭  

Satoshi Tadokoro

災害対応

宇宙探査ロボットの研究・開発

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 月や火星などの未知の不整地を移動探査するロボットの技術を研究・開発しています。ロボットの移動機構として不整地走行に適したメカニズムの開発、また砂状の滑りやすい地形での駆動制御の研究を進めています。レーザー測距の技術を用いて移動しながら3次元環境地図を作成し、障害物回避等の自律制御および遠隔操縦支援に役立てる技術を開発しています。JAXA 小惑星探査機「はやぶさ」「はやぶさ2」の開発にも貢献しています。
実用化イメージ

地上での探査ロボット、災害対応ロボットにも応用可能です。

研究者

大学院工学研究科

吉田 和哉  

Kazuya Yoshida

災害対応ロボット

困難な実環境下で機能するタフなサイバーフィジカルAI

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概要

身体性を持って実世界で稼働するタフ・サイバーフィジカルAIの重要性が急速に高まっています。特に、SDGs や災害対策など、重大な社会課題や産業課題の解決に資する科学技術に対するニーズが顕在化しています。サイバーフィジカルAI が困難な環境下で機能するための高度化、すなわち、システムの頑健性、柔軟性、適応性、それに基づく広い適用性を目指す研究開発を行っています。

従来技術との比較

災害救助や保守点検等は,作業者に危険が伴うこと、及び、作業精度の点で限界があった。そのような領域にAIやロボット技術を適用することで,これまで実現できなかった安全かつ高精度かつ迅速な作業が可能となる。

特徴・独自性
  • 実世界で自律的に稼働するタフ・サイバーフィジカルAI の研究を行っています。下記のような幅広い技術革新を推進しています。
  • ・困難環境を探査するクローラロボットや球殻ガードを装備したドローン
  • ・LiDAR やカメラを融合した高精細3D セマンティック地図構築
  • ・困難環境の認識やSLAM や動作生成を行う頑健な知能化ソフトウェア
  • ・後付けで運転ロボットを搭載して自動運転を実現するレトロフィット技術
  • ・イヌの能力を支援/ 拡張するサイバー救助犬
実用化イメージ

タフ・サイバーフィジカルAI を建設業、製造業、物流、ペット産業などに導入し、効率化と人手不足解消、防災・減災への寄与を目指します。

研究者

タフ・サイバーフィジカルAI研究センター

大野 和則  

Kazunori Ohno

災害文化

細菌性劣化

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

サイクロトロン

サイクロトロン加速器技術の開発と応用研究

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • サイクロトロン加速器に関連した技術開発および様々なイオンビームや中性子ビームを用いた基礎・応用研究を行っています。具体的には1) イオン源開発(特に重イオン源)、2)イオン光学設計(ビーム輸送技術)、3)加速器関連の装置制御技術開発、4) 高周波共振器の開発、5) イオン・ガンマ線・中性子等の放射線測定、6) イオンビーム・中性子ビームによる放射線耐性試験などです。
実用化イメージ

耐放射線に強い材料や回路を設計するための、陽子からXe に至るまでの重イオンビーム・中性子ビームなど多彩な量子ビームを用いた放射線耐性試験や、高速中性子ビームによるイメージング技術を開発しています。

研究者

先端量子ビーム科学研究センター

伊藤 正俊  

Masatoshi Itoh

債権法

民法改正と事例研究(ケーススタディ)

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概要

制定から120年ぶりの大改正と言われた2017年の民法(債権関係)改正以来、成年年齢、相続法、所有者不明土地関係、親族法(特別養子、嫡出推定ほか親子法、共同親権)と立て続けに民法改正が行われ、現在でもさらに担保法制、成年後見、遺言に関して法制審議会の部会における議論が進んでいます。こうした改正について、背景となった学説・理論や判例の動向を踏まえた研究を行っています。

従来技術との比較

単なる改正経緯の追跡や理論研究だけではなく、事例研究(ケーススタディ)の方法によって、改正により従来の条文による解決とどの点がどのように変わるのかを明らかにしています。このため、実際の法律実務において法改正の影響を検討する際に、非常に有用な形で知見を公表できていると考えています。

特徴・独自性
  • 様々な領域について、改正が、従来の学説や判例をどう取り込み、あるいはそれらとどう異なるのかという観点を取り込んで事例研究(ケーススタディ)を行っている点は、特徴的なものと考えています。
実用化イメージ

講演、勉強会、研究会などの形で、民法の事例研究に貢献できると考えています。法律実務家(士業)を対象とした講演(写真参照)の経験もあります。

研究者

大学院法学研究科

吉永 一行  

Kazuyuki Yoshinaga

再構成可能回路

不揮発デバイスを用いたPVTバラつきフリーLSIの構成に関する研究

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 電源を切ってもデータを記憶し続ける不揮発性デバイスを、メモリだけでなく、CPUなどの演算器やシステム全体の構成に積極的に活用する回路・システム構築方法が「不揮発性ロジック」です。本テーマでは、不揮発性デバイスに「回路構造情報」を記憶することで、製造プロセス(P)や電源電圧(V)、温度(T)などに起因する回路特性バラつきに対して頑健な回路を、少ないオーバーヘッドで実現できる回路構成を提案しています。
実用化イメージ

この成果は、今後微細化が益々進行する超微細LSIの高信頼化・高性能化に大いに寄与する技術であり、これに関連する分野で有意義な共同研究ができるものと考えます。

研究者

電気通信研究所

羽生 貴弘  

Takahiro Hanyu

再資源化

繊維質物質を用いた高含水比泥土再資源化技術の開発

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 建設汚泥やヘドロなどの泥土は、含水比が高いため直接利用が困難であり、リサイクル率が低いのが現状です。そこで、本研究室では軟弱泥土に古紙破砕物とセメント系固化材を混合し、良質な土砂に再資源化する繊維質固化処理土工法(ボンテラン工法)を開発しています。また、本工法の最大の特徴は、泥土の再資源化の過程で古紙と泥土を混合する点であり、土砂内部に含まれる繊維質物質が様々な優れた地盤工学的特徴を生み出しています。
実用化イメージ

本工法により生成される土砂は、破壊強度および破壊ひずみが大きい、乾湿に対する耐久性が高い、動的強度が高く液状化し難いといった特徴を有するため、堤防の補強盛土など様々な土構造物の構築に使用可能です。

研究者

大学院環境科学研究科

高橋 弘  

Hiroshi Takahashi

材質識別

テラヘルツ波を用いた廃プラスチックの選別装置開発と持続可能な資源循環技術の社会実装

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概要

本研究は次世代通信や自動運転等で使われているテラヘルツ波の特性を利用して廃プラスチックの材質を識別することによって、既存のプラスチックリサイクル技術を改善するだけではなく、再生プラスチックの品質評価にも適用でき、高品質の再生プラスチックの安定的な生産が期待できる。容器包装や自動車リサイクルなどにおける多様な課題解決のための装置開発(小型・大型)が容易であり、脱炭素と循環経済社会の実現に貢献できる。

従来技術との比較

従来の廃プラスチック識別・選別技術は、比重選別や近赤外線を用いた装置が多い。特に近赤外線の選別技術は膨大なデータが蓄積されており、廃プラスチックリサイクル工場の主な選別技術である。しかし、近赤外線選別装置は黒色プラの識別が容易ではなく、添加剤の有無や劣化の度合いを判断することが難しい。本技術はテラヘルツ波の透過率と吸収率の特性を計測・評価するため、黒色プラ、添加剤有無、劣化程度の判別ができる。

特徴・独自性
実用化イメージ

国内外における容器包装リサイクル、自動車リサイクル、家電および家電リサイクルなどのプロセスから発生する廃プラスチックの識別・選別装置開発、再生プラスチックの生産および品質評価などに応用できます。

研究者

大学院国際文化研究科

劉 庭秀  

Jeongsoo Yu

再生

超臨界二酸化炭素による洗浄ならびにクリーニング

概要

高圧のCO2の浸透力と溶解力ならびに高膨張性を利用した、本質的なドライクリーニング、洗浄・再生技術

従来技術との比較

本質的なドライ・乾式の洗浄で、ナノ空間への浸透性も高い。また無酸素状態での洗浄か可能。

特徴・独自性
  • 超臨界状態のCO2を溶媒とした洗浄プロセス、液体状態の有機溶媒を利用しない本質的なドライクリーニング、洗浄技術です。液体溶媒を用いず、処理後は減圧にて溶媒残留がないことから乾燥工程が不要で省エネルギーであり、かつ毛管応力による構造体の収縮も抑制できます。加えて、微細構造物に対する洗浄、除去再生が可能で、現在高性能フィルターの再生技術は、実用化されています。
実用化イメージ

精密機器。フィルターを利用する空調機器や精密機械メーカーや管工事関係事業が対象となるでしょう。クリーニングや洗浄の逆プロセスである染色やインプラグネーション(含浸)も可能となります。対象溶質を選定すれば、機能性材料の創成につながる技術になります。また、文化財の保存も、乾燥や保存剤含浸という点と、収縮抑制という観点から、本技術の適用・利活用が可能となります。

研究者

未来科学技術共同研究センター

猪股 宏  

Hiroshi Inomata

再生医療

iPS 細胞の腫瘍形成を抑制した骨芽細胞の作製法

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概要

iPS細胞の腫瘍化を抑制することが可能な骨分化誘導方法
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken_h/T18-512.html

従来技術との比較

特徴・独自性
  • iPS 細胞の臨床応用に向け、移植した細胞に含まれる未分化な細胞を起源とする腫瘍(テラトーマ)の形成が、安全性の点で解決すべき課題のひとつです。本シーズは、iPS 細胞から骨再生治療に用いる細胞を作製する過程にスタチン系薬剤を用いることで、テラトーマの原因となる未分化な細胞を取り除き、成熟した骨芽細胞集団を得ることを可能にする技術です。すでにコレステロール治療薬として広く普及しているスタチン系薬剤を用いることで、従来の細胞ソーティングなどの煩雑な手技を経ずに腫瘍形成の課題が解決できるため、iPS 細胞を用いた骨再生治療の実現へ大きく前進することが期待されます。
実用化イメージ

整形外科領域や歯科領域における多様な骨関連疾患への展開が可能です。

研究者

大学院歯学研究科

江草 宏  

Hiroshi Egusa

iPS細胞の腫瘍化を抑制することが可能な分化誘導方法

特徴・独自性
  • 本発明は、スタチン系薬剤を用いることにより、iPS 細胞の移植に際して問題となる腫瘍化を抑制する技術である。スタチン系薬剤は、すでにコレステロール低下薬として広く普及している。iPS細胞の移植先における腫瘍化は、iPS細胞の再生医療応用への最大の課題のひとつであるが、細胞ソーティングなどの煩雑な手技を経ずに、スタチンを用いるだけでこの腫瘍化の課題が解決することができれば、iPS 細胞を用いた骨再生医療の実現へ大きく前進することが期待される。
実用化イメージ

本発明は、医科・歯科領域で重要な骨組織再生技術をiPS細胞を用いて可能にすることが想定される。

研究者

大学院歯学研究科

江草 宏  

Hiroshi Egusa

口腔粘膜を用いたiPS 細胞の効率的 な作製法

概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 本シーズは、口腔粘膜(歯ぐき)の細胞を利用することによって、誘導多能性幹細胞(iPS 細胞)を効率的に作製する技術です。口腔粘膜の採取は比較的容易であり、患者さんの体への負担も少なく済みます。また、口腔粘膜の細胞がiPS 細胞の成長を支える自己フィーダー細胞として適していることも明らかになり、本シーズが自家iPS 細胞の臨床応用を促進することが期待されます。
実用化イメージ

本シーズを用いて個々の患者の歯ぐきから効率的に iPS 細胞を作製することによって、医科・歯科領域で期待されているオーダーメイドの再生医療が、より容易かつ効率的となることが期待されます。

研究者

大学院歯学研究科

江草 宏  

Hiroshi Egusa

再沈法

難水溶化という従来の逆の分子設計に基づく新規ナノ薬剤の創出

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • プロドラッグ分子のみで構成されるナノ粒子『ナノ・プロドラッグ』を提唱し、疾患部位への高効率なドラッグデリバリーが可能な抗がん剤や点眼薬の開発を行っています。『ナノ・プロドラッグ』は、難水溶性にする薬剤設計指針に基づき化合物合成したプロドラッグ分子を、独自の有機ナノ粒子作製手法である『再沈法』に共することで、粒径100 nm 以下で制御できます。現在、薬理効果の評価、生体内・細胞内動態に取り組んでいます。
実用化イメージ

再沈法は薬剤化合物に限らず、様々な有機分子をナノ粒子化する汎用性の高い手法です。有機ナノ粒子を作製制御し評価する技術を持っており、有機ナノ粒子の物性評価に関する共同研究を希望します。

研究者

多元物質科学研究所

笠井 均  

Hitoshi Kasai

最適化

ネットワークアプリケーション制御技術

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • SoftwareDefinedNetworking(SDN)やサーバ仮想化技術などに基づき、アプリケーション層からデータリンク層までを含んだ横断的アプローチを用いて、アプリケーションの要求品質に応じて適応的にネットワークリソースを確保することで、ネットワーク・コンピューティング資源利用を最適化し、インターネットアプリケーションの品質の向上を目指します。その他、モバイルネットワーク制御技術、ネットワークアーキテクチャ、サーバ・ネットワーク仮想化技術などに基づいたテーマでの産学連携が可能です。
実用化イメージ

研究者

電気通信研究所

長谷川 剛  

Go Hasegawa

最適化問題

全てを最適化する Optimal Society

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 量子アニーリングと呼ばれる最適化技術が本格的に利用される時代において、民間企業との応用研究で世界の実績を誇ります。多様な要求や限界を突破する基礎技術の開発や、応用可能性という面で当研究室は着実に実績をあげております。産業界をはじめとする民間企業との応用研究で量子アニーリングを用いる優位な点は、いわば「モデルファースト」で最適化したい目標を描くコスト関数を一度定式化するだけで利用できる点にあります。加えて、送信時の秘匿性の高さ、信号制御にも使えるレスポンスの速さも特筆すべき点です。さらには学習による逐次最適化、ブラックボックス最適化など、手法にとどまらない展開をしています。応用範囲としては自動運転、工場内の物流、災害時の避難誘導、新たな組み合わせを探索するという点ではマテリアルズインフォマティクスに至るまで枚挙にいとまがありません。
実用化イメージ

各種車両の自動運転、災害時の避難経路誘導などの経路探索問題、工程スケジューリングや多大な組合せ問題、材料探索への応用が可能です。また、各業界における組合せ最適化問題への課題解決方法を提供可能です。(交通・流通、製造、材料、創薬等)

研究者

大学院情報科学研究科

大関 真之  

Masayuki Ohzeki