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磁気センサ

磁気応用技術と磁性材料

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特徴・独自性
  • 磁気工学を基礎とした材料開発ならびに応用技術を研究している。特に磁気の特徴であるワイヤレスを生かした新しいセンサやアクチュエータの開発を、最適な特性を有する材料の開発も含めて行っている。これまでにカプセル内視鏡の駆動技術や内視鏡手術支援用アクチュエータ、補助人工心臓用ワイヤレス駆動ポンプなど医用応用技術や、磁界センサやひずみセンサなど世界最高レベルの感度のセンシング技術、バッテリーレスワイヤレスの温度計測技術、位置検出(モーションキャプチャ)技術などの開発を行ってきた。また材料単独では、損失が極めて低い電磁鋼板の実現や、電気化学的手法を用いてナノスケールで構造を制御した磁性材料(陽極酸化磁性被膜材料)の開発等を行ってきている。
実用化イメージ

上記項目に興味のある企業・団体に対する技術指導・共同研究は随時受け付けている。加えて、磁気に関連する技術に関する広く一般的な技術指導の実績も数多く行っている。

研究者

電気通信研究所

石山 和志  

Kazushi Ishiyama

磁気ダイナミクス

マグノンデバイスの開発と放射光を利用したスピン波観測技術の構築

概要

現在の電子デバイスは電子の移動を利用しているためジュール熱が発生し小型化・高速化が困難になるという課題があります。これを解決するためスピン波を利用するデバイスの研究開発を行っています。スピン波には、長距離伝搬が可能、絶縁体中でも伝搬が可能という利点があります。スピン波の観測のため、X線磁気円二色性によるスピン波の空間的分布を観測する技術を構築しています。

従来技術との比較

ジュール損失がない超低消費電力の次世代デバイスの実現を目指しています。高輝度の光源を有するナノテラスを用いることで、100 nm以下の高い分解能での観測が可能になることが期待できます。

特徴・独自性
  • スピン波(マグノン)伝搬を利用した、ジュール損失がゼロであるデバイスの研究
  • NanoTerasuの輝度が高い軟X線を使うことで高分解能のスピン波観測の可能性
  • スピン波の波の性質を用いた高周波デバイスや新しい計算手法への展望
実用化イメージ

広く応用が期待されるスピンデバイスにおけるスピン波観測技術を提供することで実用化を支援するとともに、磁性絶縁体を利用したマグノンデバイスによる電子デバイスの超低消費電力化の実現を目指しています。

研究者

国際放射光イノベーション・スマート研究センター

河野 竜平  

Ryuhei Kohno

磁気抵抗素子

スピントロニクス材料と情報通信技術への応用

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 1つ目に、マンガン系磁性材料を主とする新薄膜磁性材料の研究開発を行っています。(図1)
  • 2つ目に、フェムト秒パルスレーザーに対する磁性体の超高速応答の基礎研究を行っています。(図2)
実用化イメージ

例として、下記のような研究で、電子・通信産業と連携できる可能性があります。
○ 新材料を用いたトンネル磁気抵抗素子の、大容量磁気メモリ、磁気ストレージ、ミリ波〜テラヘルツ波通信素子への応用。
○ フェムト秒パルス光を用いたテラヘルツ波輻射への応用。
○ パルス光を用いた磁気スピン波の制御と論理デバイスへの応用。

研究者

高等研究機構材料科学高等研究所

水上 成美  

Shigemi Mizukami

磁気抵抗メモリ

スピントロニクス材料と情報通信技術への応用

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 1つ目に、マンガン系磁性材料を主とする新薄膜磁性材料の研究開発を行っています。(図1)
  • 2つ目に、フェムト秒パルスレーザーに対する磁性体の超高速応答の基礎研究を行っています。(図2)
実用化イメージ

例として、下記のような研究で、電子・通信産業と連携できる可能性があります。
○ 新材料を用いたトンネル磁気抵抗素子の、大容量磁気メモリ、磁気ストレージ、ミリ波〜テラヘルツ波通信素子への応用。
○ フェムト秒パルス光を用いたテラヘルツ波輻射への応用。
○ パルス光を用いた磁気スピン波の制御と論理デバイスへの応用。

研究者

高等研究機構材料科学高等研究所

水上 成美  

Shigemi Mizukami

糸球体腎炎

膠原病の遺伝的素因を有するリコン ビナント近交系マウスの開発

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • MRL/lpr マウスとC3H/lpr マウスを祖先に開発された8系統のリコンビナント近交系(RI) マウス群を提供します。これらは膠原病の遺伝的素因を多様に有する、世界唯一の疾患モデル群です。RI マウスは、MRL/lpr マウス由来の自己免疫疾患(腎炎、血管炎、唾液腺炎、関節炎、自己抗体産生)に関連する疾患感受性遺伝子を持ちますが、通常は重篤な膠原病を発症せず、長期生存が可能です。しかし、免疫チェックポイント阻害剤や分子標的薬、抗がん剤の投与、または感染などの環境因子によって、新たな致死的あるいは重篤な病変が発症することが確認されています。さらに、全てのRI マウスはエクソーム解析が可能であり、膠原病の病因解明、新規標的分子の同定、新薬の非臨床試験に有用な疾患モデルとなります。
実用化イメージ

この疾患モデルを活用することで、以下の応用が期待されます。
1 .膠原病の病因解明と新規標的分子の同定
 ・遺伝的・免疫的要因の詳細解析
 ・診断・治療法開発のための鍵分子発見
2.新規薬剤の副作用評価
 ・環境因子や治療薬による副作用の解析
 ・薬剤の有効性・安全性評価
3 .免疫関連薬剤の有害事象の診断・治療・予防法開発
・免疫チェックポイント阻害剤による副作用の早期発見・予防
・有害事象の管理方法開発
4 .ドラッグリポジショニング及びジェ
ネリック薬の開発
・既存薬の新適応症探索
・コスト削減を実現するジェネリック薬開発

本疾患モデル群は、膠原病研究から新規治療法開発、薬剤の安全性評価に至るまで、幅広い分野で応用可能です。

研究者

大学院医工学研究科

小玉 哲也  

Tetsuya Kodama

事業継続計画

事業継続計画(BCP)の導入・向上

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概要

事業継続マネジメント(BCM) は、企業や公的組織が災害、大事故、テロ、感染症などで甚大な被害を受けた際にも、重要業務を継続または早期復旧するための対応戦略で、事業継続計画(BCP)はその計画文書である。政府もその策定・改善を推奨している。当研究室はこの普及策・改善策を研究しており、政府のガイドラインにも深く関与している。産官学の勉強会の毎月開催し、複数の企業との共同研究も行っている。

従来技術との比較

従来の企業の防災、組織の防災は、身体・生命の安全と資産の保全を主たる目的とするが、事業継続では、企業・組織の提供する製品・サービスの供給責任を果たす目的も加わり、被災がサプライチェーンを通じて他主体、社会へ広く波及してしまうことを抑制する目的もある。経営戦略とも深く関わってくる。

特徴・独自性
  • 研究の目的は2つです。1つは、被害に伴う企業・組織活動の停止によって生じる倒産や社会的信用の失墜を防ぐことです。もう1つは、倒産や社会的信用の失墜が、サプライチェーンを通じて他主体、社会へ広く波及してしまうことを抑制することです。政府、経済団体等は、これら目的の必要性から導入・改善を積極的に推進しています。
    当研究室は、BCP の普及・改善策を研究し、政府のガイドラインの策定・改善に深く関与しています。また、BCP や防災の産官学の勉強会を毎月開催し、複数の企業と共同研究を行っています。
実用化イメージ

B CP・BCM の導入・改善の支援により、企業・組織のレジリエンスを高めることに貢献できます。業界団体のガイドラインの策定や改善、企業との共同研究によるBCP の充実、訓練支援、人材育成についての連携が想定されます。

研究者

災害科学国際研究所

丸谷 浩明  

Hiroaki Maruya

事業継続マネジメント

事業継続計画(BCP)の導入・向上

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概要

事業継続マネジメント(BCM) は、企業や公的組織が災害、大事故、テロ、感染症などで甚大な被害を受けた際にも、重要業務を継続または早期復旧するための対応戦略で、事業継続計画(BCP)はその計画文書である。政府もその策定・改善を推奨している。当研究室はこの普及策・改善策を研究しており、政府のガイドラインにも深く関与している。産官学の勉強会の毎月開催し、複数の企業との共同研究も行っている。

従来技術との比較

従来の企業の防災、組織の防災は、身体・生命の安全と資産の保全を主たる目的とするが、事業継続では、企業・組織の提供する製品・サービスの供給責任を果たす目的も加わり、被災がサプライチェーンを通じて他主体、社会へ広く波及してしまうことを抑制する目的もある。経営戦略とも深く関わってくる。

特徴・独自性
  • 研究の目的は2つです。1つは、被害に伴う企業・組織活動の停止によって生じる倒産や社会的信用の失墜を防ぐことです。もう1つは、倒産や社会的信用の失墜が、サプライチェーンを通じて他主体、社会へ広く波及してしまうことを抑制することです。政府、経済団体等は、これら目的の必要性から導入・改善を積極的に推進しています。
    当研究室は、BCP の普及・改善策を研究し、政府のガイドラインの策定・改善に深く関与しています。また、BCP や防災の産官学の勉強会を毎月開催し、複数の企業と共同研究を行っています。
実用化イメージ

B CP・BCM の導入・改善の支援により、企業・組織のレジリエンスを高めることに貢献できます。業界団体のガイドラインの策定や改善、企業との共同研究によるBCP の充実、訓練支援、人材育成についての連携が想定されます。

研究者

災害科学国際研究所

丸谷 浩明  

Hiroaki Maruya

時系列解析

生態学

概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 生態系の複雑性(多次元性や非線形性)を考慮した生態学を推進しています。食物網、多種共存や生態系機能に関する理論研究のほか、特に最近は環境DNAや音響観測といった手法に基づく生態系観測や大規模観測データに基づいた実証研究、生態系の動態予測・制御の問題に興味があります。また2024年度より、産官学連携で自然共生社会構築を目指すCOINEXT「ネイチャーポジティブ発展社会実現拠点」のPLとして拠点を運営しています。
実用化イメージ

研究者

大学院生命科学研究科

近藤 倫生  

Michio Kondo

資源

各種環境に対応した大深度地殻応力計測技術

特徴・独自性
  • CO2の地中貯留、深海底面下にあるメタンハイドレート層からのメタンガス生産、地熱エネルギー抽出などのフロンティア地殻工学、さらには、原子力発電所の耐震設計等への応用を目的として、対象地層に作用する地殻応力を孔井を使って定量的に評価するための方法を開発している。これによれば、地表面ないし海表面からキロメートル級の深度、高温環境さらには固結のみならず未固結岩体への適用が可能である。特にBABHYと名付けた方式については、800 mという実用深度での適用実験に成功した。また、この業績に対して、国内岩の力学連合会論文賞、米国岩石力学協会論文賞などを受賞した。これら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。
実用化イメージ

研究者

流体科学研究所

伊藤 高敏  

Takatoshi Ito

資源開発

画像解析による岩石コアの定方位化手法

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概要

画像解析による岩石コアの定方位化手法
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken_h/T20-3110.html

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 地下資源の開発において、坑井から採取した円柱状の岩石サンプル(岩石コア)の解析が行われています。岩石コアを解析することで、地下に存在する物質を推定したり、地層の物性を低コストかつ簡便に測定したりすることができます。さらに、岩石コアの地中での方位が分かると、地殻応力の方向、地下の異方透水性および地下断層の向き等の地層構造に関する情報を推定することができると期待されます。従来、検層により撮影した坑壁画像をトレースし、岩石コア表面と一致させて岩石コアの定方位化を行う手法があります。この手法では、膨大な時間が掛かること、また目視によって方位を定めるため主観的な判断となってしまうことが課題でした。本発明は、画像解析による岩石コアの定方位化に関する手法であり、従来法より短時間で、かつ客観的に定方位化を行うことが可能となりました。
実用化イメージ

岩石コアの定方位化は、次の解析を可能にする重要な要素です。
・地殻応力の方向
・異方透水性の方向
・断層の方向

研究者

流体科学研究所

椋平 祐輔  

Yusuke Mukuhira

資源化学プロセス

高温高圧水中での化学反応を用いたプロセス開発、超/亜臨界流体抽出技術

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • これまでの研究は、ほとんどが水熱技術(超/亜臨界水技術など)に関連しており、超臨界流体(CO2)と亜臨界流体(DME)の抽出技術、無機材料の合成、石炭化学、バイオマス変換、微細藻類の抽出、廃棄物のリサイクルなど多岐に渡ります。また、さまざまな化学工学的応用の経験もあります。現在はリチウムイオン電池と廃プラスチックのリサイクルと化学実験の自動化と知能化に関する研究に取り組んでいます。
実用化イメージ

廃リチウムイオン電池のリサイクルと貴金属の回収、連続水熱装置による廃プラスチックのリサイクル、非効率に利用される炭素系未利用固体廃棄物から高付加価値製品を製造する技術開発等に活用可能です。

研究者

大学院工学研究科

鄭 慶新  

Qingxin Zheng

資源循環

温泉熱・排熱を活用した小型メタン発酵システムと資源循環構築

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • メタン発酵とは、生ゴミや糞尿などから嫌気性微生物によってメタンガスを得るもので、本研究では、メタン発酵槽の加温に、温泉熱や工場等からの排熱を利用し、加温にかかる消費エネルギーを削減し、小型メタン発酵でもエネルギー収支をプラスにするシステムです。また、小型化で初期投資を小さくし、中小企業等でも購入可能な価格帯にすることで、分散型エネルギー生産を可能にし、消化液の液肥利用による資源循環を構築します。
実用化イメージ

以下のような企業との連携が想定されます。
・食品工場、飲食店、ホテル・温泉旅館など
・これまで生ゴミ処理コストを要している企業
・熱やエネルギー生産をしたい企業実用例)宮城県鳴子温泉では、ガス灯の燃料に温泉街のゴミからできるガスを利用しています。

研究者

大学院農学研究科

多田 千佳  

Chika Tada

バイオマスエネルギー

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 生ごみや糞尿のメタン発酵によるバイオマスエネルギー生産は一般的になりつつありますが、農作物生産過程で出る茎葉などの非食用部分や難分解な食品系ごみからメタンガスと回収する技術として、牛の胃液を活用したルーメン・メタン発酵の研究をしています。特に、従来前処理・後処理と2相処理が必要であったものを1相処理でもできるように工夫しています。様々な原料のメタンガス生産促進について調査しています。
実用化イメージ

農業系廃棄物が出るような企業や、メタン発酵を既に行なっている企業、有機性廃棄物を資源循環したいと考えている企業が良いと考えます。自社で排出されるごみを有効利用することでCO2削減に貢献したい企業などを希望します。

研究者

大学院農学研究科

多田 千佳  

Chika Tada

自己

脳を知れば人間がわかる

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 人間らしい精神と行動を実現する脳の仕組みを、脳機能計測(図1)と生理・行動計測を駆使して明らかにしています。心の仕組みは、自己と外界との関係性の認知処理という視点から、3つの脳領域群(図2)で処理される「出力とフィードバック入力の関係性」(図3)として整理されます:身体的自己(身体と外界の関係:A)、社会的自他関係(自己と他者との社会的関係:B)、自己の社会的価値(C)。
実用化イメージ

心の働きを脳活動から推測する技術の開発や、人間らしい判断を可能にするアルゴリズムの開発を通じて、製品開発・評価に応用できる可能性があります。

研究者

加齢医学研究所

杉浦 元亮  

Motoaki Sugiura

思考

言葉遣いのユニバーサルデザイン

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概要

健常な母語話者だけでなく、外国語学習者や失語症患者など、誰にとっても理解しやすい言語表現の性質、すなわち「言葉遣いのユニバーサルデザイン」を探る研究をしています。現在は特に「言語の語順」と「思考の順序」の関係について調べています。語順が違うと脳の使い方がどのように異なるのか、思考の順序はどの程度、言語の語順に影響されるのか、人間にとって最適な言語の語順や思考の順序というものは存在するのか、など。

従来技術との比較

主語(S)が目的語(O)に先行するSO語順がその逆のOS語順に比べて処理負荷が低く母語話者に好まれる傾向があること(SO語順選好)が多くの研究で報告されています。しかし、従来の研究は日本語や英語のようにSO語順を文法的基本語順にもつSO言語を対象にしているため、SO語順選好が個別言語の基本語順を反映したものなのか、あるいは人間のより普遍的な認知特性を反映したものなのかが分かりません。

特徴・独自性
  • そこで、これまで全く研究されてこなかったOS 語順を基本語順にもつ少数民族の言語(カクチケル語とタロコ語)の脳内処理過程を、特に「言語の語順」と「思考の順序」との関係に着目して研究し、その結果を日本語や英語の脳内処理過程と比較しています。その際、話者の居住地(グアテマラと台湾)に実験装置を持ち込み、行動実験、視線計測、脳機能計測など多様な手法を駆使して調査・実験を行っています。また、持ち運びのできないMRI などの大型の装置を使う実験は、話者を日本に招聘して実施しています。
実用化イメージ

以下のような社会実装が想定されます。
(1)効果的な外国語教授法・学習法の開発、(2)失語症のリハビリプログラムの改善、(3)危機言語・方言の動態保存、などに貢献できる可能性が考えられます。

研究者

大学院文学研究科

小泉 政利  

Masatoshi Koizumi

嗜好品

食品のおいしさや製品の使い心地に関する心理学・脳科学からのアプローチ

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 食品のおいしさやモノの使い心地に関して、心理学・脳科学の観点から研究をおこなっています。よく誤解されがちですが、食品のおいしさは食品そのものにあるという思い込みは半分以上間違っていると言わざるをえません。例えば、同じ食品を食べていても、人によっておいしいと思う程度は違ってきます。従来、このような個人差は誤差だと考えられてきましたが、この誤差こそ、これからのビジネスのシーズになると考えています。
    同じようにこれまで個人差で片付けられていたようなモノの使い心地のバリエーションは、ニッチな商品に結びつくだけでなく、まったく新しい製品の設計やあらたなニーズを掘り起こすシーズにもなります。これらの着眼点は、従来のものづくりの視点だけでは着想できなかったことも多いかと思います。
実用化イメージ

技術や品質が頭打ちあるいは横並びになっているとお悩みの場合、人の行動特性を脳科学の知見を取り入れながら理解する私の研究をぜひ取り入れ、新たな製品やサービスの開発につなげていただければと思っています。

研究者

大学院文学研究科

坂井 信之  

Nobuyuki Sakai

自己修復コンクリート

自己組織化

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

自己免疫疾患

膠原病の遺伝的素因を有するリコン ビナント近交系マウスの開発

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • MRL/lpr マウスとC3H/lpr マウスを祖先に開発された8系統のリコンビナント近交系(RI) マウス群を提供します。これらは膠原病の遺伝的素因を多様に有する、世界唯一の疾患モデル群です。RI マウスは、MRL/lpr マウス由来の自己免疫疾患(腎炎、血管炎、唾液腺炎、関節炎、自己抗体産生)に関連する疾患感受性遺伝子を持ちますが、通常は重篤な膠原病を発症せず、長期生存が可能です。しかし、免疫チェックポイント阻害剤や分子標的薬、抗がん剤の投与、または感染などの環境因子によって、新たな致死的あるいは重篤な病変が発症することが確認されています。さらに、全てのRI マウスはエクソーム解析が可能であり、膠原病の病因解明、新規標的分子の同定、新薬の非臨床試験に有用な疾患モデルとなります。
実用化イメージ

この疾患モデルを活用することで、以下の応用が期待されます。
1 .膠原病の病因解明と新規標的分子の同定
 ・遺伝的・免疫的要因の詳細解析
 ・診断・治療法開発のための鍵分子発見
2.新規薬剤の副作用評価
 ・環境因子や治療薬による副作用の解析
 ・薬剤の有効性・安全性評価
3 .免疫関連薬剤の有害事象の診断・治療・予防法開発
・免疫チェックポイント阻害剤による副作用の早期発見・予防
・有害事象の管理方法開発
4 .ドラッグリポジショニング及びジェ
ネリック薬の開発
・既存薬の新適応症探索
・コスト削減を実現するジェネリック薬開発

本疾患モデル群は、膠原病研究から新規治療法開発、薬剤の安全性評価に至るまで、幅広い分野で応用可能です。

研究者

大学院医工学研究科

小玉 哲也  

Tetsuya Kodama

新規免疫チェックポイント分子LILRB4を応用した創薬および LILRB4からなるがん患者の予後予測バイオマーカー

概要

免疫チェックポイント阻害剤
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T18-289_T20-3069.pdf

従来技術との比較

T細胞,抗原提示細胞を中心とした免疫チェックポイントの阻害抗体は多く開発されているが,単独での有効性は低い。本ミエロイド系細胞の免疫チェックポイントを標的とするものはユニーク。

特徴・独自性
  •  T細胞、抗原提示細胞を中心とした免疫チェックポイントの阻害抗体は多く開発されていますが、単独での有効性は低いです。本ミエロイド系細胞の免疫チェックポイントを標的とするものはユニークであると考えます。
  • ・ミエロイド系細胞、特にがん微小環境中に浸潤しているマクロファージやミエロイド系サプレッサー細胞上に発現するLILRB4を標的とすることで、特異的リガンドであるフィブロネクチンとの結合を阻害する抗体がマウスモデルにおいてがんに著効
  • ・一部の自己免疫にも有効であることがマウスモデルで明示
  • ・本抗体は、がん患者組織でLILRB4発現レベルを評価することで予後が予測でき、LILRB4免疫チェックポイント阻害抗体の適用可否を判断できるコンパニオン診断薬としても利用可能
実用化イメージ

以下のような社会実装への応用が想定されます。
・現行の免疫チェックポイント阻害抗体との併用や単独での適用でがんの予後を大幅に改善
・SLE 治療薬
・ミクログリア上にもLILRB4が発現するため、アルツハイマー病などの神経疾患にも適用可能性

研究者

加齢医学研究所

高井 俊行  

Toshiyuki Takai