東北大学 研究シーズ集

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人工物と倫理

社会における科学・技術 ー 科学・技術の哲学と倫理

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特徴・独自性

人工物や人工物を介した人や世界との関わりのあり方について哲学や倫理学の目を向けて研究しています。例えば、近年「人間中心的デザイン」が言われたりしますが、そうした設計開発の段階や製作・使用の場における認知的、知識論的、価値論的な構造の解明が哲学の側で、設計に当たる工学者や技術者の責任、技術者や企業における集団倫理のあり方、ユーザとの共感型デザインなどが倫理に関わるものです。技術的な解決よりも視野を広げて考えることが研究のねらいです。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

これまで技術士会の研修会などで講演したりしてきましたが、技術者と社会を見つめるインタラクティブなセミナーなども可能です。

文学研究科
直江 清隆 教授 博士(文学)
NAOE, Kiyotaka Professor

人工網膜

LSI技術を用いた医療・ヘルスケア用マイクロナノ集積システム

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特徴・独自性

半導体工学と神経工学を基盤として、生体の構造と機能の理解に基づいた医療・ヘルスケア用の新しいマイクロ・ナノ集積システムの研究開発を行っています。脳をはじめとする生体の電気的・化学的状態を多元的・立体的に計測解析するための神経プローブや生体信号処理LSI、生体と同じ積層構造を有することにより高いQOLを実現する完全埋込型人工網膜などの研究開発を推進しています。また、シリコン貫通配線(TSV)を用いたCtC/CtW/WtW 三次元集積化技術の研究開発も行っています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

これまでに国内外の企業・研究機関と三次元集積化技術や生体信号処理LSI に関する共同研究を積極的に行っています。
㈰医療現場での生体情報モニタリング機器やパーソナルヘルスケア機器に使用される集積回路や医用集積モジュールの開発
㈪シリコン貫通配線を用いた三次元集積回路の開発(3D-LSI/TSV)

医工学研究科
田中 徹 教授 博士(工学)
TANAKA, Tetsu Professor

人材育成

日本企業の組織と人材のマネジメントに関する実証研究

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特徴・独自性

日本企業の大卒ホワイトカラーを中心とするナレッジワーカーが、何をどのように学習しながら一人前に成長するのか、というキャリア発達と学習のメカニズムを研究している。大卒および大学院卒で30 歳代前半の管理職への昇進直前の中堅ビジネスパーソンを対象にしたインタビュー調査を実施し、主に節目となる成長の機会や学習内容を中心にライフワークヒストリーのインタビューに基づく定性的な実証研究が特徴である。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

職能教育プログラムを共同開発し、その実効性を検証するためのアクション・リサーチにも取り組んでおり、若手社員のキャリア発達プロセスに関する調査や教育プログラム開発を希望する企業との共同研究を希望する。著

経済学研究科
藤本 雅彦 教授 博士(経済学)
FUJIMOTO, Masahiko Professor

非営利組織(NPO)とソーシャル・キャピタル

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特徴・独自性

地域や社会課題の解決や新たな社会的価値の創造を目指して活動しているNPO。NPO には、政府や市場の失敗を補完する役割だけではなく、市民性の創造や、信頼や規範、ネットワークといったソーシャル・キャピタル(社会関係資本)を地域に創出する役割もある。目に見えないソフトな資本であるソーシャル・キャピタルは、持続可能な組織経営にとっても重要性を増してきている。
本研究では、地域や組織におけるソーシャル・キャピタルを測定し、その実態を把握し、NPO との協働や人材育成という視点もふまえて、どのようにソーシャル・キャピタルを創出し活用するかについて、関心のある企業や団体と共同研究を行うことを希望する。

経済学研究科
西出 優子 教授 国際公共政策博士
NISHIDE, Yuko Professor

人材マネジメント

日本企業の組織と人材のマネジメントに関する実証研究

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特徴・独自性

日本企業の大卒ホワイトカラーを中心とするナレッジワーカーが、何をどのように学習しながら一人前に成長するのか、というキャリア発達と学習のメカニズムを研究している。大卒および大学院卒で30 歳代前半の管理職への昇進直前の中堅ビジネスパーソンを対象にしたインタビュー調査を実施し、主に節目となる成長の機会や学習内容を中心にライフワークヒストリーのインタビューに基づく定性的な実証研究が特徴である。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

職能教育プログラムを共同開発し、その実効性を検証するためのアクション・リサーチにも取り組んでおり、若手社員のキャリア発達プロセスに関する調査や教育プログラム開発を希望する企業との共同研究を希望する。著

経済学研究科
藤本 雅彦 教授 博士(経済学)
FUJIMOTO, Masahiko Professor

人獣共通感染症

トキソプラズマの急性感染と潜伏感染を共に抑制できる薬剤のスクリーニング系の確立

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特徴・独自性

トキソプラズマ症は、ヒトや動物に重篤な病気を引き起こす。現行のトキソプラズマ薬は病態を引き起こす急性感染虫体を潜伏感染へと移行させるだけで根本的な駆虫に至らない。従って、潜伏感染虫体を防除できる方策を確立する必要性がある。
我々は原虫の増殖と潜伏感染誘導をともに計測する薬剤のスクリーニング系を確立し、トキソプラズマの増殖と潜伏感染をともに抑制し、毒性の少ない理想的な薬剤の同定に成功した。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

薬剤ライブラリーの提供があれば、新規薬剤のスクリーニングが可能である。ヒトの産婦人科医療及び獣医診療、動物用飼料業界での、トキソプラズマ症の感染予防及び治療を目的とした新規薬剤、飼料添加物の同定が可能である。

農学研究科
加藤 健太郎 教授 博士(獣医学)
KATO, Kentaro Professor

金属ナノ粒子を用いた抗原虫薬の開発 アミノ酸被膜による効果の増強

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特徴・独自性

金属ナノ粒子は、一般的な大きさの金属個体とは異なる物理的、化学的特性を持つ。これらの特性は金属ナノ粒子の比表面積が極めて大きいことに起因する。また、その量子サイズによって特有の物性を示す。
さらに、金属ナノ粒子は微生物を殺滅する活性酸素種を産生する能力があり、膜透過性も持つ。
我々は、アミノ酸被膜金属ナノ粒子がトキソプラズマの増殖を抑制することを報告している。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

マラリアを始め、人類の脅威となっている原虫感染症の予防、治療、診断について、金属ナノ粒子を使った新しいツールを提供できる可能性がある。ナノテクノロジー分野、動物医療を含めた医薬品分野等において活用の可能性がある。

農学研究科
加藤 健太郎 教授 博士(獣医学)
KATO, Kentaro Professor

心臓

心臓・血管系動態の高精度超音波計測

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特徴・独自性

心臓・動脈に照射し反射した超音波の解析で、従来のエコー装置で検出できない、対象物の振動や変形をミクロンオーダで数百Hz帯域(肉眼では捉えられない速い成分)まで高精度計測する方法を開発(図1)。心臓壁の動きの高精度計測でポンプ機能を司る壁伸縮特性評価、収縮のもととなる心筋興奮伝播の可視化、心臓弁開閉時に発生する微小振動伝播可視化(図2)、脈圧に伴う動脈壁厚み変化計測による壁硬さ評価(図3)が可能。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

超音波計測は非侵襲であり、医療のみならず、健康維持の様々な計測にも展開可能です。超音波計測部分はアナログですが、主な処理はディジタル信号です。

工学研究科 電子工学専攻
金井 浩 教授 工学博士
KANAI, Hiroshi Professor

身体認知

実験心理学の原理から人間の行動を理解する

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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。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

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。

情報科学研究科
松宮 一道 教授 博士(工学)
MATSUMIYA, Kazumichi Professor

診断

リンパ節転移の早期診断・治療システムの開発

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特徴・独自性

がん転移の早期診断・治療にはリンパ節転移の早期診断が必須である。従来のマウスを用いたリンパ節転移の誘導・診断・治療実験は、リンパ節の転移率の低さ、診断機器の性能の低さ等から斬新な診断・治療法の開発が困難であった。我々は、ヒトのリンパ節と同等の大きさを有し長期実験に適するリンパ節腫脹マウスを約20年の歳月をかけて独自に開発し、これにより、前述の問題を解決し、前臨床実験が可能な実験系を樹立した。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

リンパ節転移の超早期診断用機器の開発、リンパ節転移治療薬剤の開発、リンパ節転移の機序の解明、従来のリンパ節転移を診断・治療に使用してきた機器の性能評価に関心がある企業との連携が期待できる。

医工学研究科
小玉 哲也 教授 工学博士・医学博士
KODAMA, Tetsuya Professor

診断マーカー

メタボロミクスによる診断マーカー探索

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特徴・独自性

種々の先天性代謝異常や肝胆道系疾患によってコレステロールの恒常性が破綻すると、体液中のコレステロール代謝物プロファイルが変化し、増加した代謝物が抱合体として血液や尿中に現れる。抱合形式毎に特徴的なフラグメントパターンを活用し、LC/ESI-MS/MS を用いて、特定の抱合型代謝物を群特異的かつ網羅的に解析可能となった。この手法を用いることにより、様々な疾患の診断マーカー候補分子を効率的に探索できる。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

候補分子の診断マーカーとしての有用性が検証された場合、スクリーニング検査が必要になる。抗体や酵素を用いたバイオアッセイ系の開発において企業と連携する可能性がある。

病院
眞野 成康 教授 博士(薬学)
MANO, Nariyasu Professor

シンチレータ

新規機能性結晶、シンチレータ、圧電単結晶の開発とデバイス化

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特徴・独自性

放射線や光、熱、圧力等の外部からのエネルギーと結晶との相互作用に興味を持ち、㈰化学と物理の両面からの材料設計、㈪合成プロセスの開発、㈫相互作用の評価と理解、の3 つの切り口から先駆的な機能性結晶の研究を進めています。研究室内で異分野融合を行っており、要素技術の上流から下流までを垂直統合する体制で取り組んでいます。優れた特性を持つ結晶に関しては、そのデバイス化、実機搭載にも主体的に関わる点も特徴です。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

シンチレータは、核医学、セキュリティ、核融合、資源探査、宇宙物理等、に用いる放射線検出器に応用されます。高発光量、高速応答、長波長発光、高エネルギー分解能、高温域での安定性など、ユーザーのニーズに合わせた材料設計が可能です。また、ランガサイト型圧電結晶は室温近傍の温度特性と低インピーダンスである特性を利用して、振動子、発振器、音叉等への応用も考えられております。また、高温域での特性に注目し、特に、自動車の燃焼圧センサー等への応用も検討されております。

金属材料研究所 先端結晶工学研究部
吉川 彰 教授
YOSHIKAWA, Akira Professor

機能性結晶材料と結晶成長技術の開発

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特徴・独自性

融液からの結晶成長技術を利用した新規の機能性結晶材料を開発することを特徴とした研究を行っている。具体的には、シンチレータ材料・光学材料・圧電材料・熱電材料・金属材料を対象物質として研究を行っている。さらに、独自の結晶成長技術を用いた新規機能性材料のバルク単結晶化や難加工性金属合金の線材化技術などを開発している。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

シンチレータや圧電素子等の単結晶が利用されている検出器や光デバイス、電子機器向けの新規材料探索や材料の高品質化に貢献できる。さらに、融液の直接線材化技術を用いた様々な難加工性合金の細線化が可能である。

未来科学技術共同研究センター
横田 有為 准教授
YOKOTA, Yuui Associate Professor

高時間分解能・高速での放射線計測

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特徴・独自性

放射線検出器の一つであるシンチレーション検出器に搭載する、シンチレータというセンサーについての研究です。放射線の到達時刻を精密に決定する特性を有しながら、X線やガンマ線などの光子としての放射線を高い効率で検出可能な材料を実現しました。ポリマーをベースとした有機材料に、重い元素の酸化物ナノ粒子を高い充填率にて添加することにより、この特性を実現しました。基礎科学の研究現場、特に高強度のX 線を利用する放射光施設などでの計測器として、あるいは次世代型のX線CT 装置への搭載用として想定しています。

工学研究科
越水正典 准教授
KOSHIMIZU, Masanori Associate Professor

振動制御

人道的地雷除去

レーダリモートセンシング

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特徴・独自性

電磁波応用計測として衛星ならびに航空機搭載マイクロ波リモートセンシング(SAR)、地中レーダ(GPR)・電磁法(金属探知器)による地下計測、ポラリメトリックボアホールレーダによる地下水評価などについて研究を進めています。特に人道的地雷検知・除去を目的に開発したGPRシステムALISはカンボジアで地雷除去活動に実践的に利用されています。こうした技術は環境計測、埋設物検知、防災・減災などへの応用が期待できます。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

地中レーダ(地下水、土壌水分、地雷・危険物検知、遺跡調査、埋設物構造検査)
衛星・航空機搭載合成開口レーダ(環境計測、植生調査、対象物識別)
地表設置型合成開口レーダ(地滑りモニタリング、津波対策、構造物健全調査)

東北アジア研究センター
佐藤 源之 教授 工学博士
SATO, Motoyuki Professor

地雷検知センサー

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特徴・独自性

ALIS(エーリス)は東北大学が開発した人道的地雷除去用の地雷検知センサーです。金属探知機とGPR(地中レーダ)を組み合わせた日本初のハンドヘルド型デュアルセンサーであり、操作員が手動で操作し土に埋まった地雷を3 次元的に画像化できる世界で唯一のセンサーです。ALISプロトタイプはカンボジアで80個以上の地雷を検知・除去に成功しました。小型軽量の国産唯一の地雷検知センサーです。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

地雷除去の他、埋設物検知など

東北アジア研究センター
佐藤 源之 教授 工学博士
SATO, Motoyuki Professor

振動分光

ナノメータースケール表面振動分光の開発とデバイス評価

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特徴・独自性

近年、シリコンデバイス技術における微細化に対する限界が認識されるようになり、新しい動作原理や新奇材料に基づくデバイス技術が活発に研究されている。このような技術開発では数十 nm以下のサイズのデバイス開発から開始されるため、従来の分光手法で検証することが困難な高い位置分解能を有する材料評価手法の開発が現在求められている。我々の研究グループは、走査トンネル顕微鏡をベースとした発光分光計測により材料の光電子物性を原子分解能で明らかにすることを得意としている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

特に本研究課題では、ナノメートル・スケールの位置分解能での振動分光を可能にする新しい技術の開発とデバイス評価への応用を意図したものであり、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。

電気通信研究所
上原 洋一 教授 工学博士
UEHARA, Yoichi Professor

信頼性

原子・ナノスケールの視点に基づく破壊予知と破壊制御

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特徴・独自性

各種薄膜や構造機器材料の機能や性能あるいは信頼性など、各種物性の発現と損傷メカニズムを分子動力学解析手法を応用して理論的に解明するとともに、破壊を防止する信頼性の高い材料あるいは製造プロセスの設計と提案およびその各種センシング技術への応用研究を推進している。また、様々な構造機器の安全で安心な稼働を保障するため、実動負荷や材料損傷をin-situで評価する破壊予知技術開発を推進している。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

材料や構造物の破壊(狭義の破損に留まらず機能消失、性能低下も含む)メカニズム解明に基づく破壊予知と破壊制御という視点で共同研究や学術指導も積極的に推進している。

工学研究科 附属エネルギー安全科学国際研究センター
三浦 英生 教授 博士(工学)
MIURA Hideo Professor

信頼性・耐久性

摩擦と摩耗の制御に立脚した高機能機械システムの創成

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特徴・独自性

トライボロジー(摩擦と摩耗の制御)は、機械に対する普遍的要求である「高機能、高効率、高信頼性」の鍵を握る科学技術です。当研究室では、摩擦と摩耗制御の鍵として「なじみ」に着目し、摩擦により誘起される接触面での現象の体系的理解を基礎研究の柱に、さらに摩擦により高機能界面を継続的に自己形成させる技術を摩擦・摩耗制御技術と位置づけ、そのための材料・表面テクスチャの創成技術開発、表面エネルギー・摩擦化学反応の制御技術開発を行っています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

トライボロジーは、多面的な知識の融合が必要となる学際科学であり、モノづくりのための基盤技術です。様々な分野の技術者、研究者の皆様との深い連携は、摩擦と摩耗の制御に基づく高機能、高効率、高信頼性を有するモノづくりに不可欠です。産学連携の研究開発を希望する所以です。

工学研究科 機械機能創成専攻
足立 幸志 教授 博士(工学)
ADACHI, Koshi Professor