行のキーワード 670ワード

次世代航空機

浮体式洋上風車・次世代航空機の非線形空力弾性・マルチボディ解析技術

前の画像
次の画像
概要

浮体式洋上風車・次世代航空機は軽量細長なブレード・翼を有するため,非線形空力弾性変形が避けられません.本研究では回転座標を一切使わない高効率な非線形空力弾性解析法を構築してきました.また,この非線形空力弾性変形は浮体の揺動や航空機の舵面駆動といったボディ同士の相対運動(マルチボディダイナミクス)と連成します.我々は支配方程式レベルからこの新たな連成問題に対する解析法の構築に取り組んでいます.

従来技術との比較

本研究で提案する非線形解析法を用いれば,従来の線形解析法では捉えることができない大変形に伴うフラッタ発生速度の低下や変形と飛行挙動の連成現象を扱うことができます.

特徴・独自性
  • 本研究は以下の特徴を持ちます。
  • ・回転座標を使わない分かりやすい大変形構造解析法
  • ・大変形に対応した高効率な非定常流体解析法
  • ・部材同士の大移動を捉えるマルチボディダイナミクス解析法
  • ・AI/ 機械学習技術を融合したリアルタイム解析
実用化イメージ

本研究の超高速な流体構造連成解析とマルチボディ解析で実現される「デジタルツインと高効率最適設計」は以下のような社会実装が期待されます。
・次世代旅客機、宇宙機、浮体式洋上風車
・自動車、鉄道、エレベータ
・燃料棒、ロボット、建設機械

研究者

大学院工学研究科

大塚 啓介  

Keisuke Otsuka

次世代シークエンサー

第3世代 T細胞レパートリー解析技術開発

前の画像
次の画像
概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 病気から身体を守るために、T 細胞やB 細胞という免疫細胞が働いています。T 細胞は、その受容体によって様々な病原体に対応でき、10の18乗ものT 細胞受容体、すなわちレパートリーを持っています。B細胞も同様で、B細胞受容体は抗体になり、抗体も多くのレパートリーを持っています。例えば、がんを排除できるT 細胞受容体を特定できれば、このT 細胞受容体をもとにした創薬が可能となり、がんをより効率的に排除できるようになります。T 細胞受容体やB細胞受容体を網羅的に調べる技術は以前からありましたが、精度や効率性に問題がありました。我々はこの問題を克服し、高精度・高効率の解析技術、いわゆる免疫受容体解析技術を新たに開発しました。
実用化イメージ

この技術はT 細胞やB細胞が関係するあらゆる疾患に応用できるため汎用性が高く、がんや自己免疫疾患、感染症に対する治療薬、ワクチン開発、遺伝子治療などの新規治療法の開発および個別化医療を可能とします。

研究者

加齢医学研究所

小笠原 康悦  

Koetsu Ogasawara

金魚を用いたハイスループット一本鎖抗体取得技術

前の画像
次の画像
概要

コイ科魚類の中で抗体の多様性が最も大きい金魚(スイホウガン)を活用することで、哺乳動物では取得困難な抗体をハイスループット(HTP)に作製することができる。すなわち、免疫後の水泡液から全RNAを精製し、次世代シークエンサーを用いたRNA-seqを行うことで免疫グロブリン(Ig)重鎖および軽鎖の両遺伝子の塩基配列を網羅的に取得するとともに、試験管内で一本鎖抗体を作製することに成功した。

従来技術との比較

従来の特異的抗体の取得ではマウスなどの実験哺乳動物を用いるのが一般的であったが、ヒトGPCRなどに対する抗体は免疫寛容が起こって、しばしば取得が困難であった。金魚(スイホウガン)は少量の抗原タンパク質で、数週間で免疫が完了する。また、水泡液を何回採取しても、再び水泡液量が元に戻るとともに、水泡液内の抗体濃度は何度採取しても一定量であったことから、1個体で継続的な抗体作製が可能である。

特徴・独自性
  • 金魚(スイホウガン)は眼下にリンパ液を含有する水泡を有する愛玩魚であり、実験魚としては用いられてきませんでした。キンギョIg 遺伝子は他のコイ科魚類(ゼブラフィッシュやコイなど)と比較して、可変領域のアミノ酸配列の多様性が大きく、哺乳動物には見られないユニークな一本鎖抗体を作製することができます。
実用化イメージ

CAR-T 細胞療法に用いられるscFv(single-chain variablefragment)を簡便に作製できることから、テーラーメイドなscFv を提供するプラットフォームを提供できます。

研究者

グリーン未来創造機構

田丸 浩  

Yutaka Tamaru

次世代DNAシーケンシング

次世代DNA分析技術によるあらゆる生物の識別:個体・品種・集団・種・未知サンプル等の同定

前の画像
次の画像
概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 独自に開発した次世代DNA 分析技術であるMIG-seq(MultiplexedISSR Genotyping by sequencing)法により、わずか数ng のDNA 試料があれば、数千領域のDNA 情報を取得して、あらゆる生物を対象に個体・品種・集団・雑種・種・未知サンプルの同定を行うことができます。早く、安く、高い正確性で識別可能なのが大きな特徴です。
実用化イメージ

作物品種の育成者権保護のための品種鑑定や、品種・産地偽装検査等、生物の「識別」を必要とする広い用途に利用できます

研究者

大学院農学研究科

陶山 佳久  

Yoshihisa Suyama

次世代デバイス

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を行っています。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があります。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を展望します。
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

自然言語処理

ビッグデータの意味解析を可能にする自然言語処理技術

前の画像
次の画像
特徴・独自性
  • 膨大な言語データを意味的に解析し必要な情報・知識を抽出する技術、抽出した情報・知識を分類・比較・要約する技術、それらを可能にする世界最速の仮説推論技術など、先進的な自然言語処理技術を研究開発しています。また、これら基盤技術をウェブやソーシャルメディアなどのビッグデータに適用し、大規模な情報・知識マイニングや信頼性の検証支援、耐災害情報処理などに応用する実践的研究も展開しています。
実用化イメージ

言語意味解析に基づく高度なテキストマイニングによる市場動向調査や技術動向調査、隠れたニーズやリスクの発見、社内文書の構造化・組織化による知識管理支援、対話システムなど、多様な分野・業種との連携が可能です。

研究者

言語AI研究センター

乾 健太郎  

Kentaro Inui

大規模言語モデルを支える自然言語処理技術

前の画像
次の画像
概要

 

従来技術との比較

 

特徴・独自性
  • 私たちは、言語モデルの推論過程や数量・記号の処理メカニズムを解明し、自然言語処理技術のさらなる発展を目指しています。統計的な機械学習モデルが数値や記号をどのように処理し、学習データから得た知識を推論時にどのように活用しているのかを観察・分析することで、高信頼性かつ解釈可能なAIシステムの開発を推進します。また、これらの基盤技術を応用し、実世界で運用可能な対話システムの開発や、教育支援、耐災害情報処理、異常検知といった実践的な研究にも取り組んでいます。さらに、法律・医療・化学・脳科学・コンピュータビジョンなど、多様な学際領域と連携し、自然言語処理技術の新たな応用可能性を探求しています。
実用化イメージ

本技術は、高信頼な知識検索・要約により、論文・技術レポート・公的文書などの情報整理や要約を通じて、研究開発や政策立案を支援する可能性があります。また、専門分野向け言語モデルを活用し、医療・法律・科学技術分野での文書解析・翻訳・要約の精度向上が期待されます。さらに、学習支援システムとして、記述式答案の自動採点や個別最適化フィードバックを活用することで、教育の質向上に寄与することが考えられます。次世代対話システムにおいても、カスタマーサポートやヘルスケア相談などで、より自然な対話の実現が見込まれます。加えて、言語モデルによる推論過程の可視化を通じ、AI活用の透明性・公正性の向上が期待されます。耐災害情報処理・異常検知に関しても、災害時の情報整理やフェイクニュースのフィルタリングによる迅速な情報提供の支援が想定されます。

研究者

大学院情報科学研究科

坂口 慶祐  

Keisuke Sakaguchi

視線行動

実験心理学の原理から人間の行動を理解する

前の画像
次の画像
概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 人の行動情報をセンシングし、人の意図や心身状態、人間関係を読み取ろうとする動きが進んでいます。このような状況を踏まえ、本研究室では、視線計測技術などを用いた実験心理学的手法によって人の身体行動に内在する心の理解に関する認知機能の解明に取り組んでいます。
実用化イメージ

私たちは、日常の中で、極めて効率的な身体行動を様々な状況で柔軟かつ容易に実現していますが、なぜこのようなことが可能なのでしょうか?この問題は、認知科学、神経科学、リハビリテーション医学、スポーツ科学、ロボット工学などの様々な研究分野で取り組まれている重要な問題の一つです。 効率的な身体行動の実現には、目に見える「物理的な身体」ではなく、目に見えない「心の中の身体」(自己身体の気づき)が深く関与することを見出しており、「心の中の身体」のメカニズムと機能的役割の解明を進めています。

研究者

大学院情報科学研究科

松宮 一道  

Kazumichi Matsumiya

自然採光

自然免疫

自然免疫を標的とした創薬と利用

前の画像
次の画像
概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 自然免疫は、感染症、急性炎症、自己免疫疾患などと密接に関係するだけでなく、最近、自然免疫と一見無関係とも思えるガンの転移やメタボリックシンドロームなどの疾患とも関係していることが明らかになってきました。したがって、自然免疫は創薬の重要なターゲットです。これまでに、自然免疫の種間での共通性を利用して、ショウジョウバエ個体を用いた自然免疫スクリーニング系を確立し、自然免疫を活性化する化合物、あるいは抑制する化合物を同定しています。また、自然免疫シグナル機構を利用した新たな検出技術も開発しています。
実用化イメージ

創薬だけでなく、新たな検出技術の開発につながることが期待できます。

研究者

大学院薬学研究科

倉田 祥一朗  

Shoichiro Kurata

細胞生物学

前の画像
次の画像
概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 細胞小器官の研究は、それぞれの細胞小器官が持つ個性的な内部空間(ルーメン)の機能を解き明かすことを中心に進んできましたが、細胞小器官を形作っている膜そのものにも重要な機能が潜んでいると考え研究を進めています。
実用化イメージ

自然免疫応答を惹起する重要分子STING は細胞内物質輸送によってその活性が厳密に制御されています。STING の輸送を制御する化合物の開発により、STING が関与する炎症応答を増強・緩和する薬剤につながることが期待されます(製薬業界)

研究者

大学院生命科学研究科

田口 友彦  

Tomohiko Taguchi

持続可能性

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

前の画像
次の画像
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

室温

原子拡散接合法(新しい室温接合技術)とその応用

前の画像
次の画像
特徴・独自性
  • 原子拡散接合法(Atomic Diffusion Bonding, ADB)は、同種・異種のウエハ等を室温で接合する、我々が提案した新しい技術です。標準的なADBは、超高真空中で薄い金属膜を使って接合する技術ですが、最近、酸化膜や窒化膜を使ったADB開発にも成功し、接合界面の機能を更に向上させました。また、Au膜等を用いた大気中接合は、利便性が高く、優れた熱伝導性等を実現できます。
実用化イメージ

新しい電子デバイス、光学デバイス、パワーデバイス、MEMS、ポリマー等の有機系デバイスの形成や、精密機器部品等への展開が期待され、一部は実際のデバイス形成技術として既に利用されています。

研究者

高等研究機構学際科学フロンティア研究所

島津 武仁  

Takehito Shimatsu

室温作動型センサー

new応答挙動に基づくシングルチャンネルマルチガスセンシング材料の開発

前の画像
次の画像
概要

本技術は、単一のセンサーチャンネルで複数のガスを識別可能な「応答―挙動選択性」型ガスセンサーの開発に関するものです。VO₂(M1)相をベースに、元素ドーピングによって電子構造を制御することで、アンモニア(NH₃)や硫化水素(H₂S)などのガスに対して異なる応答挙動(上向き/下向き)を示し、混合ガス中でも高精度な識別を実現します。室温で作動可能であり、ヘルスケア分野への応用が期待されています。

従来技術との比較

従来の半導体型ガスセンサーは「応答―強度選択性」に依存しており、類似した性質を持つガスの識別が困難でした。また、複数のガスを検出するには多チャンネル構成が必要で、デバイスの小型化や低消費電力化に課題がありました。本技術では、シングルチャンネルでマルチガス識別を可能にすることで、干渉を抑えつつ高い選択性を実現しています。

特徴・独自性
  • 「応答挙動―選択性」という新しいセンシング概念を提案し、ガス応答の方向性(正方向/逆方向)に基づいて識別を行います。理論計算により応答挙動を予測し、元素ドーピングによってその制御が可能である点が独自性です。さらに、フレキシブルなセンサーチップの製作が可能であり、ウェアラブルデバイスへの応用にも適しています。
実用化イメージ

排便・排尿を識別するスマートおむつや、呼気による健康状態のモニタリング、VOC検出などの用途が想定されています。今後は、MEMS技術やIoTとの連携により、デバイスのさらなる小型化や信号伝達の効率化を図りながら、実用化に向けた開発を進めてまいります。

研究者

多元物質科学研究所

Yin Shu  

Yin Shu

湿原

道東太平洋岸の独特な地質にもとづく地域の気候・歴史・産業と海産物

前の画像
次の画像
前の動画
次の動画
概要

千島列島から続く北海道内陸部の火山列と、プレートが沈みこむ千島海溝との中間に位置し、本来海底にあるはずの場所でマグマ活動が無い場所です。しかしなぜか多くの火山岩が露出し、日本列島の地質で唯一起源が異なる特異な地域です。海岸沿いに分布するこの固い地質は、先史時代から現代まで独特の気候や沿岸生態、地域産業、歴史文化を育んできました。

従来技術との比較

漁業、酪農業、海産物といった地域の特有の産業はすべて道東太平洋沿岸のこの特異な地質が起源となっています。これを肌で感じるツーリズムをご提案します。

特徴・独自性
  • 地域の地質が独特の地形と気候をつくり、港湾の位置、酪農の発達、アイヌ文化の拠点、ナガコンブの生息域などすべてをつかさどっています。ここまで地質基盤が現代産業に至るまで規制し、地域の特色を持たせているような場所は他にあまりありません。
実用化イメージ

現地ツーリズムの作成を期待しています。現地の景観は国内では他に類の無い広大なものですし、地場の食材も独特ですばらしいものがあります。

研究者

東北アジア研究センター

平野 直人  

Naoto Hirano

実験動物

実験動物における脳波、心電図、自律神経信号などの生理学的計測

概要

実験動物を用いた基礎生理学の研究において、脳波、心電図、自律神経信号などを同時に計測することで、全身の動的連関を理解することに貢献する。これらの信号は、ヒトでも共通するものが多いため、有用な生理マーカーとしての指標の1つになると期待される。

従来技術との比較

これまでの生理計測では、脳のみ、心臓のみ、など単一の臓器を扱ったものであったが、本技術では、すべての信号を同時に計測できる点が強みである。

特徴・独自性
  • 中枢末梢連関を介した生体応答が、いつ、どこで、どのように生じるか、より直接的に解析し、定量的に評価することができます。他の分子生物学や生化学実験との融合が自由に行うことができます。3D プリンターなど工学的な利点も活かして、標的領域を自由に選択することができます。
実用化イメージ

生理信号は、動物とヒトでも共通するものが多いため、臨床診断やこころの読み取りなどを目指した指標の選定、デバイス開発への貢献が期待されております。

研究者

大学院薬学研究科

佐々木 拓哉  

Takuya Sasaki

実証実験

実装

試作コインランドリ −MEMSを中心とする半導体試作共用設備−

前の画像
次の画像
前の動画
次の動画
概要

4 インチ、6インチ、一部8インチのMEMSを中心とした半導体試作開発のための共用設備で、必要な装置を必要なときに時間単位でお使いいただけます。東北大学に蓄積された関連ノウハウが利用可能で、スタッフが試作を最大限支援します。東北大学西澤潤一記念研究センターの2 階スーパークリーンルームのうち、約1,200m2を主に利用しています。装置、料金については、ホームページをご覧ください。

従来技術との比較

経験豊富な10人以上の技術スタッフが支援します。エッチング、成膜などの各プロセスの標準的な加工条件を提供していますので、ご要望に応じた試作がすぐに開始できます。シリコン以外の様々な材料にも対応します。

特徴・独自性
  • MEMS、光学素子、高周波部品などのデバイスのほか、半導体材料開発などに対応します。
  • 試作前、試作途中における、デバイスやプロセスの技術相談にも対応しています。
  • デバイスの実装工程に対応する「プロトタイプラボ」も利用できます。
  • 半導体、計測器、センサなどの歴史を学んでいただける博物館もご覧いただけます。
  • 東北大学半導体テクノロジー共創体の一部として、半導体の研究開発、人材育成を推進しています。
  • 学生、企業技術者向けの半導体人材育成プログラムをオンデマンドで実施しています。
  • 文部科学省マテリアル先端リサーチインフラ(ARIM)事業のメンバーとして、設備とデータの共用に取り組んでいます。
実用化イメージ

2010年の開始以降330社以上の企業が利用しています。MEMS等のデバイスメーカーはもちろん、材料や機械部品、装置メーカーからも利用があります。これまでに約10件の実用化支援事例があります。

研究者

マイクロシステム融合研究開発センター

戸津 健太郎  

Kentaro Totsu

実装セキュリティ

情報セキュリティ技術とその応用

前の画像
次の画像
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

質量分析

脂質の酸化原因を明らかにできる新たな手法を開発

前の画像
次の画像
概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 私たちの身体を構成する脂質が何らかの原因で酸化され、過酸化脂質が生じると、病気の要因になると考えられています。故に、どのような酸化反応(炎症やラジカル酸化)が進んでいるのかを知ることは重要で、私たちは過酸化脂質の構造を質量分析で詳細に解析することで、酸化反応の種類の見極めを達成しました。つまり、その種類に応じた適切な抗酸化物質を選択すれば、効果的に酸化を抑制できると期待されます。
実用化イメージ

現在、病気予防を目的に、様々な抗酸化食品が出ていますが、私たちの方法を活用することにより、作用メカニズムが明確な確固たる抗酸化食品の創成に繋がると期待されます。

研究者

大学院農学研究科

仲川 清隆  

Kiyotaka Nakagawa