登録されている研究者 449人(研究テーマ431件)

3段階解析で正確な空間情報を抽出!

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概要

人工衛星等で地表面を観測したデータの解析手法です。データ容量の少ない近赤外バンドを用いて洋上浮遊物があると思われるエリア1を特定し,そのエリア近傍2のパンクロマティックバンド画像を作成し、オブジェクトベース解析によって対象物を抽出します。

従来技術との比較

特徴・独自性
実用化イメージ

研究者

大学院農学研究科

米澤 千夏  

Chinatsu Yonezawa

地表面の状況を高精度に抽出できます

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概要

ドローン等を利用して得られる高さ情報を用いて、植生等の地表面の利用状況を容易に把握することができる地表面合成画像作成方法を提供する。

従来技術との比較

・合成画像は、RGBの3チャンネル画像として得られるため汎用性が高い。
・フリーの画像処理ソフトウェアの利用が可能

特徴・独自性
  • このシーズは、下記の特徴を持ちます。
  • ・RGB 画像と高さ情報を合成します。
  • ・簡便な手順で実行可能です。
  • ・一般的な深層学習のプログラムの使用が可能です。
実用化イメージ

下記のような社会実装が想定されます。
・植生(屋敷林や公園の樹木や植栽)の把握、維持管理
・災害調査(倒木など)
・建物や太陽光パネル等の人工物調査

研究者

大学院農学研究科

米澤 千夏  

Chinatsu Yonezawa

メタン発酵とアナモックスプロセスの応用

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特徴・独自性
  • 嫌気性微生物系(メタン生成古細菌とアナモックス細菌)と機能性材料(分離膜、担体)の融合利用により、有機性排水・廃棄物の処理に適した省エネルギー・低炭素型かつエネルギー生産ができる高効率的処理技術を確立していきたいです。図1に示すように、嫌気性膜分離反応槽と担体添加型一槽式アナモックス(ANAMMOX)ユニットを組み合わせることによって新しい排水・廃棄物処理システムを構築し、図2のような効果の実現を目指しています。
実用化イメージ

下水、産業排水、ごみ埋立処理処分場浸出水などの有機性排水処理および廃棄物系バイオマスのエネルギー資源化を目指して、環境プラントメーカーまたはバイオガス発電事業者との連携を図っていきたいです。

研究者

大学院工学研究科

李 玉友  

Gyokuyu Ri

情報技術とビッグデータによる社会現象と人間行動の解析

概要

計算社会科学は、社会現象や人間行動を、機械学習、シミュレーション、デジタル実験などを含む新たな計算手法によって解明しようとする学問分野です。
ソーシャルメディアにおける意見形成から、異なる社会集団が地理的に分離される社会的空間隔離に至るまで幅広いテーマを扱いながら、大規模言語モデルをはじめとする生成AI技術の革新が進む中で、社会科学における新たな可能性としてこれらを積極的に探求し、研究の新たな枠組みの確立と社会課題の解決の双方に貢献することを目指しています。

従来技術との比較

計算社会科学の手法の優位性は、従来の社会科学が主に限られた規模の調査や静的なデータに依存してきたのに対し、複雑な社会現象と人間行動を動的かつ高精度に把握できる点にあります。

第一に、日々生成される膨大な行動データを直接分析対象とすることで、従来困難だった大規模で高粒度の社会過程を把握できます。第二に、計算手法の活用により、人間の直観や従来の理論だけでは見落とされがちな複雑なパターンや新しい社会現象の構造を発見することが可能となります。第三に、シミュレーションやデジタル実験を組み合わせることで、単なる記述や相関分析にとどまらず、因果メカニズムや将来的なシナリオを検証できるようになりました。

このように計算社会科学は、従来の方法論を補完しつつ、社会科学を社会問題の解決に資する学問へと発展させる優位性を有しているといえます。

特徴・独自性
  • 社会科学の理論的検討に基づき注目対象と分析の方向性を定め、情報技術とビッグデータを活用した実証分析やシミュレーションを通じて理論を検証・発展させる、社会科学と情報科学を統合する新たな研究枠組みとして位置づけられます。
実用化イメージ

多様な社会現象や人間行動について、情報技術とビッグデータを活用することで、現状の把握や介入策の立案・評価に資する知見とノウハウを提供できます。

研究者

大学院文学研究科

Lyu Zeyu  

Lyu Zeyu

放射光による原子スケールの構造測定

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概要

主に放射光の回折を用いて、高い精度で構造観測を行います。エピタキシャル薄膜や固液界面など,計測技術が確立していない測定対象を見るのが特徴です。

従来技術との比較

大強度の放射光と,情報科学を併用することで,標準的なX線構造解析の手法が適用できない物質の構造を明らかにします。

特徴・独自性
  •  周期性が完全でない物・表面や界面の構造解析が可能です。
  •  過去の実績としては有機半導体の表面構造緩和の観測、酸化物の界面構造解析を多く行っています。ある程度平滑な表面(AFM で見える程度、ステップ表面)があれば、その表面近傍の構造を非破壊・非接触で0.01nm の精度で決める事が可能です。
実用化イメージ

 固液界面でのプロセスの進行過程を見るような応用が考えられます。

 図1: 測定セットアップ、図2:20ms露光でのX 線反射率測定による固液界面構造観測例

 空間分解能と時間分解能はトレードオフの関係にありますが、この例は時間分解能を20ms まで上げる事を目指し、代わりに空間分解能はナノメートル程度まで悪くしています。

研究者

大学院理学研究科

若林 裕助  

Yusuke Wakabayashi

癌細胞選択的核酸医薬の創製

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 抗体医薬に次ぐ分子標的医薬として注目されている核酸医薬ですが、効果的な薬効発現と表裏一体的課題であるオフターゲット効果と呼ばれる副作用の低減がその実用化に向けた重要な解決すべき問題点として指摘されています。我々は従来の方法論とは全く異なる、標的がん細胞内でのみ薬効を発現し、正常細胞内では副作用を発現しない“ がん細胞選択的核酸医薬” という新しい研究戦略を提案し、その実現に向け研究を推進しています。具体的には増幅期のがん細胞に特徴的な低血流に基づく細胞内低酸素状態、ハイポキシアに注目し、ハイポキシアにより誘起される細胞内pH 低下をトリガーとした選択的薬効発現を実現する人工核酸創製に取り組み、核酸塩基の配向変化に基づく標的RNA 認識のOn-Off スイッチングを実現しました。現在、本学医学部 五十嵐教授、児玉教授らとの共同研究により、動物レベルの実証実験に取り組み、良好な初期的データを得ています。標的細胞選択的薬効発現という研究戦略は世界的にも類がなく、高い独自性を有しており、世界的に高く評価されています。
実用化イメージ

上記、がん細胞選択的核酸医薬創製の研究戦略の実用化を目指し、細胞内に導入可能な極低濃度の核酸医薬でも効果的な薬効発現を目指し、RNaseH を活用し、標的疾患細胞内で約1,000倍過剰に存在すると報告されている標的RNA を分解可能な触媒的核酸医薬法に適用可能なキメラ人工核酸(図3)開発に取組み、細胞レベルで有効性を実証し、動物試験に取組んでいます。

研究者

多元物質科学研究所

和田 健彦  

Takehiko Wada

AI・ロボット時代における教員のワークライフバランスと学校の働き方改革

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概要

世界的に教員不足が深刻化しており、日本では教員の多忙化もまだ完全な解決には至っていません。私の研究室では、教員の業務を教育行政学や医学の観点から正確に測定・分析した上で、校長・教頭によるタイムマネジメントや学校の労働安全衛生に関するコンサルティングのほか、ICT/AI/ロボットを活用した業務改善のお手伝いをします。

従来技術との比較

教員の労働時間を業務別・時刻別に測定することが可能です。紙媒体もしくはウェブアンケートに対応しています。従来の研究や技術では困難だった教員の労働時間の正確な測定が低コストで可能です。そのため、課題の発見に至る時間が短縮でき、的確なコンサルテーションがいち早く実行でき、改善策の社会実装までの時間が短く済みます。

特徴・独自性
  • 長年、教員の労働時間に関する基礎研究を行ってきました。2006年、2016年、2022年に実施された文部科学省「教員勤務実態調査」の中心メンバーとして労働時間の正確な測定技術の開発に従事してきました。その過程で、長時間労働や多忙感をもたらす要因を明らかにしました。ここ最近は、医学との共同研究を進めており、教員が心身ともに健康を維持できるようなマネジメントのあり方を追求しています。
実用化イメージ

学校の業務効率化や教員の健康増進に寄与したいと思います。
校務運営システムの開発企業、労働者の健康管理デバイスの開発企業、ICT、AI、ロボットを学校に導入しようとする企業との連携の可能性があります。

研究者

大学院教育学研究科

青木 栄一  

Eiichi Aoki

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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概要

従来技術との比較

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

渡邉 高志  

Takashi Watanabe

作物の子実生産を向上させる生殖形質に関する研究

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概要

近年の異常気象の多発により、作物の種子、果実生産の低下が危惧されている。これまでに低温、高温ストレス下で応答する遺伝子群を同定しており、ゲノム編集などにより、温度ストレス下でも生産が可能なシステムを構築する。

従来技術との比較

従来から用いられている遺伝子組換え手法に加え、ゲノム編集技術により実用に供することが可能な遺伝子改変が可能になった。

特徴・独自性
  • 作物生産とその生産物の作物・子実は、食糧、環境、エネルギー、アメニティに応用でき、地球温暖化にある21世紀には人類にとって、様々な面においてこれまで以上に重要度が増加しています。その作物の子実生産を向上させるためには、昨今の激変する環境ストレスに耐性を有する作物の開発は至上命題です。特に環境ストレスに対して弱い受粉・受精の生殖形質を改変し、種子や果実生産を向上させることを目的としています。
実用化イメージ

高温や低温ストレス下で子実生産を左右する遺伝子群を同定しています。収量増を見込める F1雑種品種育成に重要な自家不和合性遺伝子の利用も進め、種苗産業などとの連携が可能です。

研究者

大学院生命科学研究科

渡辺 正夫  

Masao Watanabe

医工放射線情報学

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 主に核医学に関わる医用工学分野の研究を行っています。PET やSPECT に代表される核医学検査では、さまざまな薬剤に放射性同位元素をラベルし、その薬剤の体内の動態を非侵襲的に画像化できます。非常に高い感度と定量性を持った検査です。しかし、PET/SPECT のデータは、さまざまな情報、雑音が混合しており、そこから有益な情報を引き出す必要があります。そのために、数理モデルの構築や、画像処理の研究を行っています。
実用化イメージ

画像処理・データ解析ソフトウェアを医療機器メーカーに提供できます。現在、PET は創薬の分野で注目を集めています。分子イメージング技術をいかした早期薬効評価の指標としてPET を利用しようというものです。そのためのPET 評価系の構築技術を提供できます。また放射線の挙動を摸擬するコンピュータシミュレーション技術の提供も可能です。

研究者

先端量子ビーム科学研究センター

渡部 浩司  

Hiroshi Watabe