東北大学　研究シーズ集

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さ 行
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〈視覚〉

人間の視覚情報処理機能の解明とのインターフェース技術への応用

 
 
 
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特徴・独自性
  • 人間の視覚処理について、運動視、立体視、色覚を中心とした受動的、初期レベルの機能から、注意、視線制御など能動過程、触覚など他の感覚との関連機能および無意識学習の特性など連合的機能まで、心理物理学、脳活動計測、計算機モデルを用いて総合的に研究している。
実用化イメージ

効果的映像表示装置や映像コンテンツの設計の提案、視機能に基づく画像や視環境の評価、視覚的注意モデルによる視線移動の予測などの応用的展開を試行している。

研究者

電気通信研究所 人間・生体情報システム研究部門 高次視覚情報システム研究室

塩入 諭  

Satoshi Shioiri

〈視覚情報処理〉

脳型計算機ハードウェアの開発と視覚情報処理への応用

 
 
 
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特徴・独自性
  • 生体の優れた視覚機能を模擬した視覚情報処理システムの実現に向けて、運動視に基づく空間認識の神経回路網モデルの構築とその集積回路化について研究している。このモデルでは、対象物の移動方向と速度を知らなくても、到達時間・平面方位・最短距離を検出できる。このモデルを実時間で実行するために試作した集積回路は電力効率に優れ、従来の計算機の100 分の1 以下の消費電力で動作する。
実用化イメージ

近年、インフラ点検・農業・物流の効率化を目的としたドローンの需要が急速に伸びている。本研究成果を応用することで、周囲の空間を正確に把握して衝突することなく自律的に飛行するドローンの実現が見込まれる。

研究者

電気通信研究所 計算システム基盤研究部門 ナノ集積デバイス・システム研究室

佐藤 茂雄  

Shigeo Sato

人間の視覚情報処理機能の解明とのインターフェース技術への応用

 
 
 
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特徴・独自性
  • 人間の視覚処理について、運動視、立体視、色覚を中心とした受動的、初期レベルの機能から、注意、視線制御など能動過程、触覚など他の感覚との関連機能および無意識学習の特性など連合的機能まで、心理物理学、脳活動計測、計算機モデルを用いて総合的に研究している。
実用化イメージ

効果的映像表示装置や映像コンテンツの設計の提案、視機能に基づく画像や視環境の評価、視覚的注意モデルによる視線移動の予測などの応用的展開を試行している。

研究者

電気通信研究所 人間・生体情報システム研究部門 高次視覚情報システム研究室

塩入 諭  

Satoshi Shioiri

〈自家発電〉

振動制御

 
 
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特徴・独自性
  • 振動から取り出したエネルギーを使う「自家発電」による振動制御なので、「セルフパワード振動制御」と呼ばれます。回収エネルギーは余りますから、広範囲な用途に使えます。例えば、無電源通信・振動発電・振動エネルギーハーベスティング・ヘルスモニタリングの実施なども可能です。宇宙工学からスピンオフした技術です。高性能な振動発電としても使えます。
実用化イメージ

振動低減・ヘルスモニタリング・無電源無線通信
・ 工場の定常的な振動（回転機械・壁）
・ 電源コードが届かない回転体
・ 人から離れた橋梁・高架下・インフラ全般
・ 低周波騒音対策（防音壁など）

研究者

大学院工学研究科 航空宇宙工学専攻 宇宙システム講座（宇宙構造物工学分野）

槙原 幹十朗  

Kanjuro Makihara

〈歯科補綴装置〉

CAD/CAM応用に向けた歯列形態と咬合関係の高精度計測

 
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特徴・独自性
  • CAD/CAMによる歯科補綴装置の調製が実現されて久しいが、寸法精度は無調整で口腔に装着可能な程度に遠く及ばない。印象採得時の開口により顎骨や歯列が変形し、咬合関係に関するCADデータの精度が低下するためである。本技術は咬頭嵌合位のチェックバイト形状を用いて個々の歯冠形態を再配置し、咬合時の歯列形態や咬合状態を再現するもので、補綴装置が無調整で装着できる精度（0.04mm）を実現した。
実用化イメージ

本法独自のチェックバイト法を現行の精密印象法もしくは光学印象法と併用するもので、種々の商用CADシステムに容易に応用可能である。高精度商用システム開発に向け、歯科関連企業との連携を希望する。

研究者

大学院歯学研究科 歯科学専攻 リハビリテーション歯学講座（加齢歯科学分野）

服部 佳功  

Yoshinori Hattori

〈磁気〉

スピン制御レーザー

 
 
 
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特徴・独自性
  • Qスイッチという光学デバイスは、高安定・高出力で知られる固体レーザーのパワーを著しく増大することができます。現在は、電気光学効果あるいは音響光学効果を用いたQスイッチが主流ですが、磁気光学効果を用いても、Qスイッチができることを、我々は見出しました。実際に、磁気光学材料を使って、Qスイッチを作製し、「スピン制御レーザー」という名前で、デバイス化しています。
実用化イメージ

膜型のQスイッチは、他にありません。磁性膜を使うことで初めて実現されました。固体レーザーのパワーを飛躍的に増大できるものであり、現在のハイパワーなレーザーを、小型化できるデバイスと言えます。

研究者

電気通信研究所 人間・生体情報システム研究部門 生体電磁情報研究室

後藤 太一  

Taichi Goto

〈磁歪(磁気ひずみ)〉

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 人間・生体情報システム研究部門 生体電磁情報研究室

石山 和志  

Kazushi Ishiyama

〈磁気アクチュエータ〉

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 人間・生体情報システム研究部門 生体電磁情報研究室

石山 和志  

Kazushi Ishiyama

〈磁気異方性〉

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 人間・生体情報システム研究部門 生体電磁情報研究室

石山 和志  

Kazushi Ishiyama

〈磁気光学〉

スピン制御レーザー

 
 
 
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特徴・独自性
  • Qスイッチという光学デバイスは、高安定・高出力で知られる固体レーザーのパワーを著しく増大することができます。現在は、電気光学効果あるいは音響光学効果を用いたQスイッチが主流ですが、磁気光学効果を用いても、Qスイッチができることを、我々は見出しました。実際に、磁気光学材料を使って、Qスイッチを作製し、「スピン制御レーザー」という名前で、デバイス化しています。
実用化イメージ

膜型のQスイッチは、他にありません。磁性膜を使うことで初めて実現されました。固体レーザーのパワーを飛躍的に増大できるものであり、現在のハイパワーなレーザーを、小型化できるデバイスと言えます。

研究者

電気通信研究所 人間・生体情報システム研究部門 生体電磁情報研究室

後藤 太一  

Taichi Goto

新規磁性ガーネット膜の開発

概要

磁性ガーネットの作製を行っています。磁性ガーネットは、磁性を持ったガーネット構造を持った材料のことを指します。磁性ガーネットの中でも、特に、YIG（イットリウム鉄ガーネット）のYサイトを、CeやBiといった希土類材料で置換し、磁気光学効果を増大した材料を作製しています。作製方法は、イオンビームスパッタ法を用いており、緻密な膜の作製が可能です。エピタキシャルな膜作製が可能です。

従来技術との比較

エピタキシャルに磁性ガーネットを作製するには、900度程度に、基板加熱を行いながら、成膜を行う必要があるため、専用の装置を必要とします。

特徴・独自性
  • 磁性ガーネット膜の作製が可能です。磁性ガーネットは、YIG（yttrium iron garnet, Y3Fe5O12）を基本組成とし、このYのサイトに、他の元素を置換することで、磁気光学効果が大きくなったり、高周波（スピン波）の応答が変わったりします。私は、このYサイトに、Ce、Bi、Dy、などの希土類を置換することで、大きな磁気光学効果を持つ材料を作製しています。これを用いたデバイス応用についても取り組んでいます。
  • さらに、磁気異方性を制御することが、デバイス応用上重要となりますが、これを、イオンビームスパッタ法の場合は、成膜中に、調整することが可能になるため、応用上有利です。さらに、磁気ドメインをもつ膜にしたり、磁気光学効果を大きくしたりすることが可能で、デバイスに合わせた材料の設計と作製と試作が可能です。
実用化イメージ

・磁性ガーネットを利用したデバイスプロトタイプの性能を向上し、実用化製品の開発研究。
・磁性ガーネットを利用した磁気光学あるいはスピン波に関する基礎的な共同研究。

研究者

電気通信研究所 人間・生体情報システム研究部門 生体電磁情報研究室

後藤 太一  

Taichi Goto

〈磁気光学効果〉

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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特徴・独自性
  • 1. 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（図1）
  • ２. 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（図2）
実用化イメージ

次のような、電子・通信産業と産学連携の可能性があります。
○ 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 デバイス・システムグループ

水上 成美  

Shigemi Mizukami

〈磁気シールド〉

型の線幅よりも微細な金属配線パターンの作製が可能！

概要

湿式エッチングでサブマイクロ線幅の金属配線付き基板を作製する方法
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T11-050.pdf

従来技術との比較

従来のフォトレジストマスクをウエットエッチングに用いた場合、金属配線幅は約10μmが下限でした。エッチング耐性に優れたレジストの熱ナノインプリント成形で、線幅0.1μmの金属配線の作製に成功しました。

特徴・独自性
  • 金・銀・銅・クロムなどのウエットエッチング加工が可能です
  • 金属と有機レジストを化学結合を介してつなぐ分子接着剤を用いています
  • サイドエッチングによる狭線化が可能なため、マイクロサイズの金属線幅をサブミクロンサイズまで縮小することが可能です
実用化イメージ

透明導電パネル・磁気シールドフィルム・帯電防止シートなどへの利用が考えられます。ウエットエッチング方式での加工なので、ロールtoロール製法にも対応が期待できます。

研究者

多元物質科学研究所 附属マテリアル・計測ハイブリッド研究センター 光機能材料化学研究分野

中川 勝  

Masaru Nakagawa

〈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 人間・生体情報システム研究部門 生体電磁情報研究室

石山 和志  

Kazushi Ishiyama

〈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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特徴・独自性
  • 1. 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（図1）
  • ２. 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（図2）
実用化イメージ

次のような、電子・通信産業と産学連携の可能性があります。
○ 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 デバイス・システムグループ

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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特徴・独自性
  • 1. 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（図1）
  • ２. 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（図2）
実用化イメージ

次のような、電子・通信産業と産学連携の可能性があります。
○ 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 デバイス・システムグループ

水上 成美  

Shigemi Mizukami

〈磁気メタマテリアル〉

スピン流の方向と大きさを光で自在に制御可能！

概要

磁気メタマテリアル、スピン流制御装置及びスピン流制御方法
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T20-3091.pdf

従来技術との比較

特徴・独自性
実用化イメージ

研究者

大学院理学研究科 物理学専攻 量子物性物理学講座（光物性物理分野）

松原 正和  

Masakazu Matsubara

〈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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特徴・独自性
  • MRL/lprとC3H/lprマウス由来の8系統のリコンビナント近交系(RI)マウスMXH10/Mo-lpr/lprを樹立した。このRIは、腎炎、関節炎、唾液腺炎, 血管炎、自己抗体の産生等の病変を系統ごとにランダムに発症する世界で唯一のRIである。2系統のゲノムをホモの状態でランダムに保有し、遺伝子型地図をもとに各系統の表現型や投与された薬剤の影響を比較し、原因遺伝子領域の同定が可能である。
実用化イメージ

自己免疫疾患の診断・治療薬の開発。免疫チェックポイント阻害剤による免疫学的有害事象の発症メカニズムの解明と発症予防薬の開発に応用可能で、製薬会社、検査試薬会社等との産学連携が可能である。

研究者

大学院医工学研究科 医工学専攻 治療医工学講座（腫瘍医工学分野）

小玉 哲也  

Tetsuya KODAMA

〈事業継続計画（BCP)〉

事業継続マネジメント（BCM)

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 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ある。また、この計画がBCP で、政府、経済団体等が導入・改善を積極的に推進している。当研究室では、BCM の普及策や改善策を研究しており、政府のガイドライン策定にも深く関与している。仙台で産官学の勉強会、企業との共同研究も行っている。
実用化イメージ

BCM・BCPを導入、改善しようとする企業・組織に求めに応じ助言を行うことができるほか、企業グループなどと連携した普及促進や実践的改善の取組、個別企業との共同研究が想定できる。

研究者

災害科学国際研究所 防災実践推進部門 防災社会推進分野

丸谷 浩明  

Hiroaki Maruya

〈事業継続マネジメント（BCM)〉

事業継続マネジメント（BCM)

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 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ある。また、この計画がBCP で、政府、経済団体等が導入・改善を積極的に推進している。当研究室では、BCM の普及策や改善策を研究しており、政府のガイドライン策定にも深く関与している。仙台で産官学の勉強会、企業との共同研究も行っている。
実用化イメージ

BCM・BCPを導入、改善しようとする企業・組織に求めに応じ助言を行うことができるほか、企業グループなどと連携した普及促進や実践的改善の取組、個別企業との共同研究が想定できる。

研究者

災害科学国際研究所 防災実践推進部門 防災社会推進分野

丸谷 浩明  

Hiroaki Maruya

東北大学　研究シーズ集

研究分野

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