行の研究テーマ(43

動きをとらえる高速リアルタイムビジョン技術

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特徴・独自性
  • 産業応用において視覚処理・画像認識はますます重要な技術となっています。視覚は第一義的には姿・形をとらえる感覚ですが、それと同時に「動き」をとらえる感覚でもあります。当研究室では、動きをとらえるセンサとしてのビジョン技術という視点から、高フレームレートビジョンシステムとその応用、LED や高速プロジェクタ等の能動照明との連携、加速度センサ等の他のセンサとの情報融合などについて研究を進めています。
実用化イメージ

運動する対象の計測全般において、高フレームレートビジョンは強力なツールとなります。さらに高速プロジェクタや他のセンサと組み合わせることにより、3次元計測や動物体検出・同定などの技術が展開できます。

研究者

大学院情報科学研究科 システム情報科学専攻 知能ロボティクス学講座(知能制御システム学分野)

鏡 慎吾  

Shingo Kagami

宇宙探査ロボットの研究・開発

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特徴・独自性
  • 月や火星などの未知の不整地を、移動探査するロボットの技術を研究・開発しています。ロボットの移動機構として不整地走行に適したメカニズムの開発、また砂状の滑りやすい地形での駆動制御の研究を進めています。レーザー測距の技術を用いて移動しながら3次元環境地図を作成し、障害物回避等の自律制御および遠隔操縦支援に役立てる技術を開発しています。JAXA 小惑星探査機「はやぶさ」「はやぶさ2」の開発にも貢献しています。
実用化イメージ

地上での探査ロボット、災害対応ロボットにも応用可能です。

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(宇宙探査工学分野)

吉田 和哉  

Kazuya Yoshida

運動リハビリ・健康支援のためのウェアラブルシステムの開発

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特徴・独自性
  • 事故や病気などによる脳や脊髄の損傷により生じた運動機能の麻痺や、高齢による運動機能の低下に対して、機能的電気刺激(FES)を応用した手足の動作の補助・再建・訓練する技術、慣性センサ(ジャイロセンサや加速度センサ)による計測・評価技術の研究開発を行っています。ウェアラブルシステム化、運動学習のリハビリテーションへの応用、運動機能評価・運動効果判定システム、個人に適した運動プログラム提供を目指しています。
実用化イメージ

電気刺激を用いた新しい運動リハビリ法、運動訓練時の情報提示、運動訓練機器や訓練方法の定量的評価など、健康・福祉、リハビリテーション医療に関する分野への応用が期待されます。

研究者

大学院医工学研究科 医工学専攻 社会医工学講座(神経電子医工学分野)

渡邉 高志  

Takashi Watanabe

AIチップが切り拓く賢い省エネと安全の輸送技術

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特徴・独自性
  • 遠藤研究室では、これまで提案し研究してきた㈰高効率のパワーデバイス&パワー制御回路技術、㈪スピン素子を融合した極限省エネな知的集積回路&パワーマネジメント技術、㈫3次元構造デバイスによる極限集積システムのための新規材料プロセス技術(プラットフォーム構築)をコア技術として、パワーエレクトロニクスと知的ナノエレクトロニクスの融合技術へと発展・展開させ、更なる高性能化と省エネ化の両立という社会的要請に応える新しいグリーンパワーエレクトロニクス領域を創出することを目指しシステムアーキテクチャ、回路、デバイス、CADまでの研究・開発を、一貫して行っています。
実用化イメージ

省エネデバイスとパワーデバイスおよびその集積回路技術をコアとして、革新的な高効率エネルギー変換、高度パワーマネジメントの創出を目指し研究開発を行っています。本研究に興味のある企業や団体との共同研究を希望します。

研究者

大学院工学研究科 電気エネルギーシステム専攻 エネルギーデバイス工学講座(グリーンパワーエレクトロニクス分野)

遠藤 哲郎  

Tetsuo Endoh

液体流動を利用した新たなエネルギー変換

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特徴・独自性
  • 2次元材料であるグラフェンの上を1滴の水が滑り落ちる、または連続した流水が流れるときグラフェンに起電力が生じる現象があり、これまでの研究によって発生する起電力が流速と水が接触する界面の面積に比例することがわかっています。この現象を利用してエネルギー、環境分野へ展開する研究を行っています。液体の流動から機械的な変換を経ずに電気エネルギーを得ることができる独創的な研究です。
実用化イメージ

従来とは異なるエネルギー変換機構と基にしており、新たなエネルギーハーベスティング技術となる可能性があります。また従来の発電技術とは相補的な関係となるため、環境資源の有効活用に適した研究です。

研究者

大学院工学研究科 電子工学専攻 物性工学講座(固体電子工学分野)

岡田 健  

Takeru Okada

エコマテリアルプロセス

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特徴・独自性
  • 溶融鉄合金・スラグの熱力学的性質、反応速度論、複合酸化物の相平衡など、鉄鋼を中心とした金属製造プロセスに関する物理化学的基礎研究、金属スクラップや廃棄物リサイクルの熱力学、スラグを利用した炭酸ガス固定化等、環境関連の研究を行っている。最近では、従来行ってきた素材製造プロセス工学に基礎を置く研究手法に、計量経済学、LCA、物質フロー分析などを融合させ、他に類を見ない独特の環境研究を展開している。
実用化イメージ

高炉、電炉鉄鋼メーカーとは従来より強く連携して研究を進めてきたが、スラグ等製錬副生物の高度資源化のために、非鉄メーカー、廃棄物中間処理事業者、行政とも連携していきたい。

研究者

未来科学技術共同研究センター 開発企画部

長坂 徹也  

Tetsuya Nagasaka

X線位相イメージングによる高感度非破壊検査装置の開発

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特徴・独自性
  • 通常のX線透視撮影は軽元素からなる高分子材料などの低密度材料に対して明瞭なコントラストを生成しない。しかし、X線が物質を透過するとき、わずかに屈折により曲げられることを検出・画像化することで、そのような物質に対する感度が大幅に改善される。X線透過格子を用いるX線Talbot 干渉計あるいはX線Talbot-Lau干渉計によりこれが実験室で実施できるようになった。高感度三次元観察を可能とするX線位相CT も実現している。
実用化イメージ

工業製品検査や保安目的のX線非破壊検査を、従来法では適応が難しかった対象に拡張できる。X線マイクロCT装置への位相コントラストモード付加、生産ラインでのX線検査装置の高度化などが開発目標となる。

研究者

多元物質科学研究所 計測研究部門 量子ビーム計測研究分野

百生 敦  

Atsushi Momose

X線位相イメージングによる高感度医用診断装置の開発

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特徴・独自性
  • 通常のX線透視撮影は生体軟組織などのX線をあまり減衰させない構造に対して明瞭なコントラストを生成しない。X線が物質を透過するとき、わずかに屈折により曲げられる。通常のX線透視撮影では、X線は直進していると近似しているが、この屈折を検出・画像化することで、軟組織に対する感度が大幅に改善される。このような撮影を、X線透過格子を用いるX線Talbot 干渉計あるいはX線Talbot-Lau干渉計により実現している。
実用化イメージ

すでに、軟骨描出能を使ったリウマチ診断、および、乳がん診断(マンモグラフィ)への適用を目的とした医用機器開発を進めている。他の医用用途が開拓できれば、新たな産学連携が構築できると期待している。

研究者

多元物質科学研究所 計測研究部門 量子ビーム計測研究分野

百生 敦  

Atsushi Momose

X線イメージングと構造解析の融合

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特徴・独自性
  • X 線用の回折格子を用いた新しいイメージング法( 小角X線散乱コントラストイメージング法)により、画像検出器の空間分解能を1000 ? 10000 倍上回るnm オーダーの構造情報を非破壊で定量的に取得することに成功しています。軟組織の診断を含む医療診断や、ソフトマテリアルを含む材料の研究・開発、農作物、食品などの研究・開発、光学素子の精密評価など、様々な応用展開を期待しています。
実用化イメージ

医療診断機器の開発、有機・無機材料の研究・開発、農林水産業、食品加工業など、様々な応用分野との産学連携の可能性を期待しています。

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 横幹研究部門 次世代検出法スマートラボ

矢代 航  

Wataru Yashiro

エネルギー・環境問題の解決に向けたマルチフィジックス・マルチスケールシミュレーションによる材料設計

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特徴・独自性
  • エネルギー・環境問題の解決には、燃料電池、リチウムイオン電池、トライボロジーなどの多様な研究分野において高機能・高性能材料の開発が必須です。久保研究室では、ナノスケールにおける化学反応とマクロスケールの多様な物理現象が複雑に絡み合ったマルチフィジックス・マルチスケール現象を解明可能な量子論に基づくシミュレータを世界に先駆けて開発することで、理論に基づく高精度な材料設計を推進しています。
実用化イメージ

久保研究室で開発したマルチフィジックス・マルチスケールシミュレーション技術の活用により、自動車、機械、エレクトロニクス、材料、金属、化学等の多様な企業における材料開発を高精度な理論に基づき促進します。

研究者

金属材料研究所 材料設計研究部 計算材料学研究部門

久保 百司  

Momoji Kubo

エネルギーデバイス用金属錯体触媒の開発

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特徴・独自性
  • アザフタロシアニン金属錯体を炭素上に分子担持することで燃料電池や金属空気電池の正極反応である酸素還元反応(ORR)に対する高活性なAZapthalocyanine Unimolecular Layer(AZUL)触媒を開発しました。本触媒はレアメタルフリーでありながら白金などのレアメタルと同等以上の性能を示します。本触媒を電池やその他のエネルギーデバイス用に展開しています。
実用化イメージ

本成果を基に東北大学発ベンチャー「AZUL Energy(株)」を設立。次世代エネルギー産業だけでなく、モビリティ産業も含め幅広く産学連携を行っています。

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

藪 浩  

Hiroshi Yabu

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 デバイス・システムグループ

折茂 慎一  

Shin-Ichi Orimo

Fbxw7による発がん機構の解明

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • がんは細胞増殖が促進しまた細胞死が抑制されている状態であると考えられる。細胞増殖と細胞死を制御しているc-Myc は多くのがんで存在量が増加しているが、その原因の一つにc-Myc の分解機構の異常がある。私たちが作製したFbxw7 の機能抑制マウスでは、c-Mycが分解できなくなり、発がんが促進する。つまりFbxw7 の機能を制御することで発がんやがんの伸展を制御可能であることを示唆している。
実用化イメージ

分子特異的なタンパク質分解機構の利用は抗がん剤への開発へ繋がる可能性がある。Fbxw7の機能を活用すれがんの進展制御が可能であると期待され、製薬業界でこの知見の展開を希望している。

研究者

大学院医学系研究科 創生応用医学研究センター 細胞増殖制御分野

中山 啓子  

Keiko Nakayama

Mg2Sn系として過去最高のzT>0.8を実現

概要

高熱電効率なMg2Sn系熱電材料
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T20-641.pdf

従来技術との比較

開発したMg2Sn単結晶は、多結晶よりも電気伝導率が高いだけでなく熱伝導率が低い点で優れている。

特徴・独自性
  • 開発したMg2Sn単結晶において熱電性能を飛躍的に向上し、従来報告されていた多結晶の性能を超えた。
実用化イメージ

未利用排熱を用いて発電することにより、省エネルギー化と地球温暖化ガスの排出抑制につながる。

研究者

大学院工学研究科 応用物理学専攻 応用材料物理学講座(機能結晶学分野)

林 慶  

Kei Hayashi

遠位型ミオパチーに対する治療法の開発

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特徴・独自性
  • 縁取り空胞を伴う遠位型ミオパチー(DMRV) は、体幹から離れた部位の筋肉から萎縮していく極めて稀な疾患である。本疾患患者ではGNE という酵素の遺伝子に変異がありN-アセチルノイラミン酸の合成が十分にできない。国立精神・神経医療研究センター疾病研究第一部において、DMRVのモデルマウスを作製し、発症前からN-アセチルノイラミン酸を投与し、運動能力や筋病理像などが正常マウスと同程度に推移することを明らかにした。
  • N-アセチルノイラミン酸を摂取することにより、DMRV患者において病態の改善又は進行抑制が期待できると考えている。N- アセチルノイラミン酸は、生理的に存在する物質であり、生体内でも合成され、食物としても摂取されている(図)。またN- アセチルノイラミン酸は過去に去痰剤として開発しようされ非臨床試験成績や少ない投与量ではあるが臨床試験成績が公表されている。これらの情報を参考資料とした上で、毒性試験を実施し、現在、第㈵相臨床試験を実施中である。本研究に関して興味のある企業への学術指導をすることが可能である。
実用化イメージ

研究者

大学院医学系研究科 医科学専攻 神経・感覚器病態学講座(神経内科学分野)

青木 正志  

Masashi Aoki

押し込み弾性率8.4 GPa!原版モールドの複製や欠陥検査を安価に実現

概要

ポリイミドより強靭な樹脂モールド
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T11-053.pdf

従来技術との比較

無機ナノ粒子が高含有率で存在するためシランカップリング剤による表面処理により、繰り返し離型が可能な離型層を付与することができます。有機無機ハイブリッド化により、高強度と高耐久性を実現しました。

特徴・独自性
  • ・極細の45nmのライン-アンド-スペースパターンの繰返し転写が行えます。
  • ・室温での光ナノインプリント成形にて、モールドを作製することができます。
実用化イメージ

ナノ構造オプティクス、平面レンズなどの光学用途をはじめ、様々な光学・電気デバイスの材料加工を行うための成形型としての活躍が期待されます。

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

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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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 通信工学専攻 知的通信ネットワーク工学講座(ヒューマンインターフェース分野)

伊藤 彰則  

Akinori Ito

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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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ある。また、小型ゆえに初期投資を小さくし、一企業等でも購入可能な価格帯にし、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する。
実用化イメージ

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。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る。

研究者

大学院農学研究科 生物生産科学専攻 動物生命科学講座(動物環境管理学分野)

多田 千佳  

Chika Tada

温度勾配型マイクロフローリアクタによる着火・燃焼特性の測定・評価

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特徴・独自性
  • 多様な燃料の着火・燃焼特性を客観評価する新原理の試験法を開発・実用化した。流れ方向に温度が徐々に上昇するよう外部から温度分布制御した微小流路を用いる。燃料が温度上昇と共に低温(600K程度)から酸化剤と反応開始、反応完了(〜1300K)までの過程(通常は高速の過渡現象「着火現象」)を、温度域別に分離した定常な複数反応帯(火炎クロマトグラフィ)として安定化することに成功した。
実用化イメージ

オクタン価やセタン価推定、天然ガス成分別の反応特性解明を既達成。簡便な標準的燃焼化学反応の試験装置として、各種燃焼器開発への適用、不明燃料の着火特性解明にも応用可能である。

研究者

流体科学研究所 附属統合流動科学国際研究教育センター エネルギー動態研究分野

丸田 薫  

Kaoru Maruta