東北大学　研究シーズ集

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さ 行
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す

〈Speech recognition〉

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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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 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。
実用化イメージ

研究者

大学院工学研究科

伊藤 彰則  

Akinori Ito

〈Statistical Mechanics〉

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

〈スーパーエンジニアリングプラスチック〉

スーパーエンプラの成形に必要な高耐摩耗性と高耐食性を両立！粉末冶金を利用しない、低コストで量産が可能

 
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概要

Fe基金型合金
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken_h/T18-074.html

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 　本発明では、炭化物を分散した高硬度合金の課題であった耐食性の低下を独自の合金設計により克服し、硬度と耐食性のバランスに優れたFe基合金を提供する。本発明合金は通常の溶解・加工設備で製造することができ、既存の粉末冶金材を代替することで素材コストの低減が可能である。PPS樹脂等のスーパーエンジニアリングプラスチックの成型に用いられるスクリュー等の構成部材や腐食環境で使用される金型材料として幅広い応用が期待される。
実用化イメージ

・スーパーエンプラの成型部材や金型　
・射出成型機のスクリュー

研究者

金属材料研究所

山中 謙太  

Kenta Yamanaka

〈スーパーコンピュータ〉

大規模高度シミュレーションを実現するスーパーコンピュータ活用技術

 
 
 
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特徴・独自性
  • 現代のスーパーコンピュータは大規模化・複雑化しており、その性能を引き出すのは容易ではありません。ハードウェアとソフトウェアのそれぞれの事情で生じる課題を十分に把握したうえで適切にプログラムを作成する必要があり、職人的な技能や専門的な知識が求められます。当研究室では、実際にスーパーコンピュータを運用しながら、現場で起こる実用上の課題を踏まえて未来のスーパーコンピュータのシステムを設計・創造し、その活用のために必要なシステムソフトウェアを研究開発しています。また、より大規模で高度なシミュレーションを実現するため、最先端ハードウェア/ソフトウェア技術の活用方法についても常に興味を持って取り組んでいます。
実用化イメージ

スーパーコンピュータの活用による大規模シミュレーションを実現するために、スパコン利用開始から並列化・高速化までを一貫して支援することができます。これまでにも、スパコンセンターとして多数のシミュレーションコードの並列化、高速化支援の実績があり、さらには大規模な科学技術計算ソフトウェア開発の生産性向上、効率化に関しても共同研究することができます。

研究者

サイバーサイエンスセンター

滝沢 寛之  

Hiroyuki Takizawa

〈スーパービタミンＥ〉

スーパービタミンEトコトリエノールの高効率回収技術

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 本技術は、
  • 1. 分子蒸留を一切行わないため熱安定性の低いトコトリエノールを分解なしに100% 回収できる、ビタミンE 類（トコトリエノールとトコフェロール）を選択的に樹脂に保持できるため不純物混入量が少なく高純度で回収できる、
  • 2. ビタミンE類の回収と同時に遊離脂肪酸とトリグリセリドを何れも転化率100% で脂肪酸エステルに変換できる、
  • 3. 樹脂充填層に溶液を供給するだけの簡便な操作で連続操作が可能である、という特長を持ちます。
実用化イメージ

抗癌作用が注目されているトコトリエノールを医薬品や食品添加物として利用したい企業、原料ビタミンE濃度が低くても選択的に完全回収できるため、スカム油からのビタミンE回収率向上を目指す企業との連携が可能です。

研究者

大学院工学研究科

北川 尚美  

Naomi Kitakawa

〈水圧破砕〉

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

〈水圏生物〉

水産生物における遺伝的多様性モニタリングシステムの構築

 
 
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特徴・独自性
  • 遺伝的多様性の維持は、水圏生物の持続的利用や保全を図る上で重要なポイントです。本研究は、DNA分析と集団遺伝学的な解析を主なツールとして、１）自然集団の遺伝的構造や系統地理を明らかにして保全方策を提言し、２）栽培漁業の対象となっている魚介類について、放流種苗の遺伝的特徴や海域での種苗の生残率または再生産への寄与度を明らかにすることによって、より良い放流方法の確立に貢献することを目指しています。
実用化イメージ

海洋や河川・湖沼の生態系の現況調査においては、種数や個体数だけではなく遺伝的多様性についてもモニタリングしておくことの重要性が認識されつつあります。主に分析手法や解析方法についての学術指導や共同研究を行う準備があります。

研究者

大学院農学研究科

池田 実  

Minoru Ikeda

〈水滸伝〉

日本における中国通俗文化の研究

 
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特徴・独自性
  • 日本に於ける中国文化受容の研究を一つの柱として研究しています。日本では、『西遊記』や『水滸傳』『三国志演義』など多彩な中国小説が受容されています。特に中国白話小説における日本語への翻訳の事例に注目し、異国の文化が日本人に理解され消化されていったのかその動態を詳しく研究しております。
実用化イメージ

中国文化と日本の関係や、サブカルチャーにおける日本の役割などで、産学連携の可能性が想定されます。

研究者

大学院国際文化研究科

勝山 稔  

Minoru Katsuyama

〈水産学〉

環境DNAを用いた魚類生態と多様性の推定

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 環境 DNA は環境中に生物から放出 さ れ た DNA で す。 環 境DNA の利点は、採水だけでサンプリングが完了することから、今までにない多地点・複数回のビッグデータを取得できる点です。現在、河川や沿岸域で、海産魚の環境 DNA 関係を検出することで、対象種の在不在やバイオマスの推定を試みています。さらに本技術を用いて、生物多様性の評価や保全に向けた研究を展開しています。
実用化イメージ

海産魚の漁獲量の減少は深刻であり、資源量管理を行う必要があります。本技術は、漁業者に対して漁獲量に関する提言や、回遊魚の回遊時期やその加入量の予測を提供し、効率的な漁業を行うための一助となり得ます。

研究者

大学院農学研究科

村上 弘章  

Hiroaki Murakami

〈LiBH4〉

新規固体電解質を備える二次電池

 
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概要

新規固体電解質を備える二次電池
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken_h/T07-229.html

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 近年、ポータブル機器の普及に伴い、小型大容量の二次電池に対する需要が高まっている。現在実用化されている二次電池の中で、最もエネルギー密度の高いリチウムイオン電池は電解質として有機溶媒電解液を用いていることから、その安全性に対して問題があり、安全性の高い固体状の電解質が求められている。特に自動車用途では電池サイズが大きく衝撃の危険性があるため、特に安全性の向上が要望されている。本発明では、リチウムイオン電池用の新規固体電解質に関するものであり、その組成は、LiBH4とMX（Mはアルカリ金属、Xは①ハロゲン原子 or ②NR２基 or③ N2R基：ただしRは水素原子またはアルキル基）である事を特徴とし、LiBH4の115℃の転移温度未満においても高いイオン伝導性を示すため、リチウムイオン二次電池用電解質として有用である。
実用化イメージ

・リチウムイオン二次電池用電解質

研究者

大学院工学研究科

髙村 仁  

Hitoshi Takamura

〈水産業〉

水生無脊椎動物用プロモーター

 
 
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概要

水生無脊椎動物用プロモーター
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken_h/T22-084.html

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 　本発明のプロモーターは従来のプロモーターと比較して、二枚貝細胞におけるプロモーター活性が非常に高いものです。例えば、レポーター遺伝子としてルシフェラーゼ遺伝子を用いた場合には、従来のプロモーターであるCMV IE (cytomegalovirusimmediate early) プロモーターと比較して約25倍のプロモーター活性を示しました（図1）。また、レポーター遺伝子としてGFP 遺伝子を用いた場合には、ホタテガイ心筋細胞（図2）だけでなく、HEK293細胞（図3）や、ゼブラフィッシュ胚でも蛍光顕微鏡にてGFP 蛍光を観察することができました。
実用化イメージ

これまで、二枚貝等の水生無脊椎動物のための実用的なプロモータ―が見つかっておらず、遺伝子機能の解明や応用は実現されていませんでしたが、本プロモーターの活用により各分野への応用が今後は期待されます。

研究者

大学院農学研究科

長澤 一衛  

Kazue Nagasawa

〈水産資源学〉

環境DNAを用いた魚類生態と多様性の推定

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 環境 DNA は環境中に生物から放出 さ れ た DNA で す。 環 境DNA の利点は、採水だけでサンプリングが完了することから、今までにない多地点・複数回のビッグデータを取得できる点です。現在、河川や沿岸域で、海産魚の環境 DNA 関係を検出することで、対象種の在不在やバイオマスの推定を試みています。さらに本技術を用いて、生物多様性の評価や保全に向けた研究を展開しています。
実用化イメージ

海産魚の漁獲量の減少は深刻であり、資源量管理を行う必要があります。本技術は、漁業者に対して漁獲量に関する提言や、回遊魚の回遊時期やその加入量の予測を提供し、効率的な漁業を行うための一助となり得ます。

研究者

大学院農学研究科

村上 弘章  

Hiroaki Murakami

〈水素〉

エネルギー利用を目指した“水素化物”の基盤・応用研究

 
 
 
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特徴・独自性
  • エネルギー利用を目指した“水素化物”の基盤・応用研究に取り組んでいます。主要なテーマは、燃料電池などの水素利用技術を支える高密度水素貯蔵材料の開発です。現在、軽量元素や特異なナノ構造を有する新たな錯体・合金・ペロブスカイト水素化物群を合成し、原子・電子構造解析なども駆使した多面的な研究を進めています。また、リチウム高速イオン伝導材料などの“水素化物”に関する広範な研究領域も開拓しています。
実用化イメージ

水素利用・貯蔵システムや次世代二次電池などの基盤材料開発を通して、素材・電気・エネルギーなどに関する産業展開に貢献するとともに、関心をお持ちの企業・団体などへの学術指導も積極的に実施しています。

研究者

高等研究機構材料科学高等研究所

折茂 慎一  

Shin-Ichi Orimo

高強度鋼の水素脆化

 
 
 
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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。
実用化イメージ

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。

研究者

金属材料研究所

秋山 英二  

Eiji Akiyama

水素エネルギーシステムの統合型安全管理技術の開発

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 水素高速高圧充填に対する安全性対策が求められています。高圧水素タンクの初期欠陥に起因する亀裂伝播により破損した際の反応性水素ガス漏洩の拡散・燃焼現象を調べるために、異分野融合的研究アプローチによって材料構造と反応性乱流多相流を同時に解析する連成解析手法を開発しました。さらに、高圧タンク隔壁の亀裂伝播による破損で漏洩する水素の拡散流動特性と燃焼限界に関連する新しい数値予測手法を開発しました。
実用化イメージ

高圧タンク隔壁の亀裂伝播により漏洩する水素拡散流動特性と燃焼限界にの数値予測が可能となりました。各種輸送機用水素貯蔵容器の設計や水素ステーション構成の安全性指針策定・リスクマネージメントに貢献します。

研究者

流体科学研究所

石本 淳  

Jun Ishimoto

キャビテーションピーニング−泡で叩いて金属材料を強くする−

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 流体機械に致命的な損傷を与えるキャビテーション衝撃力を、逆転発想的に、金属材料の疲労強度向上に活用するキャビテーションピーニングを開発しました。また、表面層の亀裂発生・亀裂進展を評価するために荷重制御型平面曲げ式疲労試験機を開発し、キャビテーションピーニングにより下限界応力拡大係数範囲が1.9倍に向上することを実証しました。また、キャビテーションピーニングによる水素脆化抑止も実証しています。
実用化イメージ

用途に応じた複数のキャビテーションピーニング装置がありますので、キャビテーションピーニングの実用化に向けた共同研究を実施する企業を求めています。

研究者

大学院工学研究科

祖山 均  

Hitoshi Soyama

固体イオニクス材料のエネルギー変換・貯蔵・利用技術への応用

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 固体イオニクスを中心として高度なエネルギー変換を実現するための機能性材料の開発を行っている。燃料電池や蓄電池の高性能化のためには、高いイオン伝導度と化学的安定性を有するイオン導電体や混合導電体が必要とされ、これら材料を酸化物の欠陥化学や熱力学に基づき探索し、デバイスに応用している。これまでに酸素分離膜型水素製造システムや全固体リチウム電池を開発している。
実用化イメージ

酸化物イオン・電子混合導電体は小型水素製造システムや燃料電池の電極材料、酸素吸蔵放出材料、純酸素の工業的利用と関連が深く、リチウム伝導体は発火の危険性のない全固体電池への応用が期待される。

研究者

大学院工学研究科

髙村 仁  

Hitoshi Takamura

現場で、目視で、金属材料への水素侵入をリアルタイム検出

 
 
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概要

金属材料に水素が侵入すると、材料の機械的特性が低下し脆性破壊することがある。（水素脆化）水素脆化の発生を事前に予測するためには、材料への水素侵入を検出する必要がある。本技術では、対象となる金属材料に「水素と反応して色が変わる高分子センサー」を成膜することで、材料に侵入した水素を目視で発見できる。高分子センサーは安価かつ容易に成膜可能なため、大型で形状が複雑なインフラ設備にも適用できると期待される。

従来技術との比較

従来、金属中の水素検出には大型で高価な装置を必要としていたため、現場における水素検出は困難であった。本技術の水素センサーは水素を視認可能にするため、既存設備に成膜するだけで水素の侵入を発見できる。

特徴・独自性
  • ・金属材料に侵入した水素をリアルタイムで可視化できる。
  • ・金属の腐食に伴い侵入した微量の水素でも検出できる。
  • ・安価かつ容易に成膜可能なセンサーを使用するため、既存の大型設備にも適用できる。
  • ・材料に侵入した水素を発見することで、水素脆化の防止と材料の長寿命化が期待される。
実用化イメージ

本技術によって、大型のインフラ材料に侵入した水素を容易に検出できる。既存設備でも、材料表面に水素センサーを成膜すれば材料に侵入した水素を目視で発見できるため、メンテナンスコストの削減が期待できる。

研究者

金属材料研究所

柿沼 洋  

Hiroshi Kakinuma

〈水素エネルギー〉

サステナブル異分野融合型混相エネ ルギーシステムの創成

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 本研究分野では、超並列分散型コンピューティングと先端的光学計測の革新的融合研究に基づくマルチスケール先端混相流体解析手法の開発・体系化を目指しています。さらに、高密度水素に代表される環境調和型エネルギーに直結した新しい混相流体システムとそれに伴うリスク科学の創成を目的とした基盤研究を推進しています。特に、脱炭素P2P マルチグリッド型の相互補償を可能にする多相水素サプライチェーンの構築を目指しています。
実用化イメージ

P2P Hydrogen supply chain,Elastohydrodynamic lubrication,Supercomputing of Laser melting andsputter particle formation, High pressurediecast computing / Automotive industry,Additive manufacturing

研究者

流体科学研究所

石本 淳  

Jun Ishimoto

東北大学　研究シーズ集

研究分野

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