登録されている研究者 446人(研究テーマ428件)

電磁センシングによる材料劣化損傷の非破壊評価

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概要

次世代輸送システム・エネルギープラントの合理的管理・高信頼化のため、構造材料の劣化・損傷に対するセンシング、およびモニタリング技術に関する研究を行っています。特に高い信頼性が求められる金属材料、複合材料の電磁非破壊試験による材質評価法と劣化診断法を開発しています。CFRP の炭素繊維の密度・配向評価、金属材料(磁性材料)の残留応力評価、などを定量的かつ高精度に評価することを目指し研究を行っています。

従来技術との比較

モデリング、数値シミュレーションと非破壊試験を融合させることにより、材料の電磁特性を定量的に評価し、材料の劣化と損傷を推定する

特徴・独自性
  • 電磁特性に着目した材質と材料劣化・損傷の評価など。
実用化イメージ

現在、鉄鋼材料の欠陥検出やCFRPの材質評価に関する共同研究を実施中。再使用ロケットエンジンの検査法としても検討が進められている。

研究者

流体科学研究所

内一 哲哉  

Tetsuya Uchimoto

さまざまな凹凸形状をつかめるピン配列型把持機構

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概要

対象物の形状が未知の複雑な凹凸形状であっても把持可能で、形状の推定も可能な、簡単な機構のグリッパを開発した。グリッパは、行列に配列した複数のピンと、ピン先端に爪を持つ。このグリッパは、駆動により複数箇所で強固に対象物を把持することができる。

従来技術との比較

本技術では未知の形状も含むどのような形状の対象物に対しても接触可能であり、接触後、複数のピン先を動作させて対象物を強固に把持できる。さらに、形状計測も同時に可能である。

特徴・独自性
  • 対象物が凸形状でも凹形状でも同じ動作原理でピン配列を動作させて接触把持するため、必要なアクチュエータ数は1つだけです。
  • ピン配列を水平方向に動作させた際にピンの動きがロックされ、より安定した把持を実現します。
  • 対象物に接触させた時のピンの移動量を計測することで、対象物の3 次元形状計測も可能です。
  • ピン先にゴム製素材を用いる等することで、柔らかい不定形状も把持可能と考えられます。
実用化イメージ

搬送システム、産業用機械、不整地移動ロボティクス、土木建設機械、農業用機械などで有効なグリッパ機構を探している企業に有効です。量産・高品質化を目指した改良、実現場への応用を協働する相手を求めています。

研究者

大学院工学研究科

宇野 健太朗  

Kentaro Uno

タンパク質デザインをシーズとした未踏ナノ材開拓とバイオテクノロジーの異分野展開

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • ドメイン単位とした蛋白質の構造情報と進化工学を利用して、ボトムアップに目的構造・機能を持つ蛋白質分子をデザインする技術構築を行い、蛋白質研究を真の「工学」へ脱皮させることを目指しています。これまでに、無機材料を室温合成できる蛋白質や無機材料表面を識別し接着できる蛋白質の創生やナノ材と酵素タンパク質のハイブリッド化技術による高機能セルラーゼの開発などに成功しています。
実用化イメージ

バイオセンサー、バイオプローブ、固相基質を対象にした高機能ハイブリッド酵素。

研究者

大学院工学研究科

梅津 光央  

Mitsuo Umetsu

人工知能を用いたタンパク質の機能設計:酵素・診断・医薬の設計アシスト

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 2018年にノーベル化学賞となった進化分子工学の発展により、設計せずとも、目的機能をもつタンパク質を創りだすことが可能になってきています。しかし、アミノ酸配列が取りえる組み合わせ数(配列空間)の中から目的タンパク質を見つけだす確率は満足のいくものではありません。我々は、機械学習を進化分子工学に利用することで、進化分子工学がもつ最も深刻な「配列空間問題」を解決し、確実に目的の機能へたどり着く技術を開発しました。
実用化イメージ

酵素や抗体などのタンパク質の機能・特性を改善したいタンパク質をもっている製薬・診断・食品企業などの企業。特に、複数の特性を同時に向上させたいタンパク質を持っている企業。

研究者

大学院工学研究科

梅津 光央  

Mitsuo Umetsu

巨大磁歪材料の探索と電子状態の実測による磁歪発現機構の解明

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概要

振動発電、アクチュエータ、位置センサ等に磁歪現象が利用されていますが、巨大磁歪材料の磁歪発現機構は解明されていません。そのため、単結晶を作製して磁歪の符号・大きさ、電子状態について結晶方位依存性を測定して磁歪の発現機構を研究しています。電子状態は放射光を用いて共鳴非弾性X線散乱(RIXS)とX線磁気円二色性(XMCD)で測定しています。

従来技術との比較

巨大磁歪材料の磁歪発現機構は解明されておらず、電子状態直接観測と結び付けた研究はありません。

特徴・独自性
  • このシーズは、下記の特徴を持ちます。
  • ・Fe-Ga 系巨大磁歪材料のブリッジマン法等による単結晶試料の作製。
  • ・放射光を用いた磁性材料の電子状態の直接的な測定。
  • ・磁歪特性と電子状態の結晶方位依存性の測定から巨大磁歪の発現機構の解明。
  • ・磁歪の発現機構に基づく材料探索と結晶方位等の組織制御。
  • ・輸送特性(電気抵抗や磁気抵抗)の異方性と電子状態との関連付け。
実用化イメージ

巨大磁歪の発現起源を理解して結晶方位等の組織を制御することで、磁歪デバイスの高性能化が期待できます。

研究者

金属材料研究所

梅津 理恵  

Rie Umetsu

機能性磁性材料の探索と電子状態の実測に基づく機能推定

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概要

省電力デバイスとして研究開発が行われているスピントロニクス材料に用いられている反強磁性合金の研究や、性能向上が期待できるハーフメタルであるホイスラー合金材料の探索研究(完全補償型フェリ磁性材料も含む)を行っています。電子状態は放射光を用いて共鳴非弾性X線散乱(RIXS)とX線磁気円二色性(XMCD)で測定し、理論計算との比較から構造と機能の推定を行います。

従来技術との比較

反強磁性合金やホイスラー合金の電子状態観測の研究は少なく、放射光を用いることで直接的に測定ができるようになりました。

特徴・独自性
  • このシーズは、下記の特徴を持ちます。
  • ・理論計算で予測された材料系について金属学的な知見を基にして材料探索。
  • ・高周波溶解法、アーク溶解法、液体急冷法、ガスアトマイズ法等を駆使して反強磁性材料およびホイスラー合金材料の結晶試料を作製。
  • ・放射光を用いた磁性材料の電子状態の直接的な測定。
  • ・測定した電子状態から材料本来の構造と機能の理解。
  • ・量子ビームを用いた磁性材料分析についての知見。
実用化イメージ

反強磁性合金やホイスラー合金の電子状態から、スピントロニクスデバイスに適用した時に期待される特性と課題を推測することで、省電力デバイスの特性向上に貢献できます。

研究者

金属材料研究所

梅津 理恵  

Rie Umetsu

iPS細胞の腫瘍化を抑制することが可能な分化誘導方法

特徴・独自性
  • 本発明は、スタチン系薬剤を用いることにより、iPS 細胞の移植に際して問題となる腫瘍化を抑制する技術である。スタチン系薬剤は、すでにコレステロール低下薬として広く普及している。iPS細胞の移植先における腫瘍化は、iPS細胞の再生医療応用への最大の課題のひとつであるが、細胞ソーティングなどの煩雑な手技を経ずに、スタチンを用いるだけでこの腫瘍化の課題が解決することができれば、iPS 細胞を用いた骨再生医療の実現へ大きく前進することが期待される。
実用化イメージ

本発明は、医科・歯科領域で重要な骨組織再生技術をiPS細胞を用いて可能にすることが想定される。

研究者

大学院歯学研究科

江草 宏  

Hiroshi Egusa

口腔粘膜を用いたiPS 細胞の効率的 な作製法

概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 本シーズは、口腔粘膜(歯ぐき)の細胞を利用することによって、誘導多能性幹細胞(iPS 細胞)を効率的に作製する技術です。口腔粘膜の採取は比較的容易であり、患者さんの体への負担も少なく済みます。また、口腔粘膜の細胞がiPS 細胞の成長を支える自己フィーダー細胞として適していることも明らかになり、本シーズが自家iPS 細胞の臨床応用を促進することが期待されます。
実用化イメージ

本シーズを用いて個々の患者の歯ぐきから効率的に iPS 細胞を作製することによって、医科・歯科領域で期待されているオーダーメイドの再生医療が、より容易かつ効率的となることが期待されます。

研究者

大学院歯学研究科

江草 宏  

Hiroshi Egusa

破骨細胞が関与する疾患の予防剤又は治療剤

概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 我々は破骨細胞の活性を指標としたライブラリースクリーニングの研究により、ニコチン性アセチルコリン受容体(nAChR)の阻害薬が破骨細胞分化を抑制することを明らかにし、その中でも特にα7-nAChR の拮抗作用をもつmethyllycaconitine(MLA)等の選択的拮抗薬が、破骨細胞分化を効果的に抑制することを見出しました。本シーズは、この知見に基づいており、破骨細胞分化抑制剤、破骨細胞による骨吸収抑制剤、骨再生促進剤、および骨吸収性疾患の予防または治療剤等への発展が期待されます。
実用化イメージ

骨粗鬆症、関節リウマチにおいて骨吸収を阻害する薬剤の開発に貢献することが期待されます。また、歯科領域では、歯周病における炎症性骨吸収の治療薬や、抜歯後の歯槽骨吸収を抑制する治療に貢献する可能性が考えられます。

研究者

大学院歯学研究科

江草 宏  

Hiroshi Egusa

iPS 細胞の腫瘍形成を抑制した骨芽細胞の作製法

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概要

iPS細胞の腫瘍化を抑制することが可能な骨分化誘導方法
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken_h/T18-512.html

従来技術との比較

特徴・独自性
  • iPS 細胞の臨床応用に向け、移植した細胞に含まれる未分化な細胞を起源とする腫瘍(テラトーマ)の形成が、安全性の点で解決すべき課題のひとつです。本シーズは、iPS 細胞から骨再生治療に用いる細胞を作製する過程にスタチン系薬剤を用いることで、テラトーマの原因となる未分化な細胞を取り除き、成熟した骨芽細胞集団を得ることを可能にする技術です。すでにコレステロール治療薬として広く普及しているスタチン系薬剤を用いることで、従来の細胞ソーティングなどの煩雑な手技を経ずに腫瘍形成の課題が解決できるため、iPS 細胞を用いた骨再生治療の実現へ大きく前進することが期待されます。
実用化イメージ

整形外科領域や歯科領域における多様な骨関連疾患への展開が可能です。

研究者

大学院歯学研究科

江草 宏  

Hiroshi Egusa

金ナノ粒子と生理活性天然物を利用したセンサー物質開発研究

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 金ナノ粒子を使用した検査薬の担持物質として、これまではタンパク質(レクチン等)や単純な有機化合物が使用されてきました。一方、生理活性天然物は医農薬指向で研究されてきましたが、多様な作用機構を応用すれば検査薬に使用可能と考えられます。これらの性質を組み合わせることで新奇センサー物質の創成が可能と予想されます。
実用化イメージ

生理活性天然物の活性発現機構に着目することで、従来技術(抗体等)では検出が難しかった物質(低分子化合物・金属イオン等)の検出が可能になると期待できます。

研究者

大学院農学研究科

榎本 賢  

Masaru Enomoto

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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概要

従来技術との比較

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

遠藤 哲郎  

Tetsuo Endoh

新奇な量子物性を示す強相関電子物質の開発

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 強相関電子系とは、クーロン斥力により強く相互作用する電子集団のことです。私たちは、物質合成と物性測定を相乗させることで、強相関電子系が示す新奇な量子物性を開拓しています。高圧合成法を含む様々な固体化学的手法を駆使することで物質を合成し、得られた試料の電気的・磁気的・熱的・光学的な物性を評価しています。さらに、極限環境や量子ビームを活用した特殊な計測も推進しています。こうした物質合成を基盤に据えた総合的な実験研究を通して、超伝導・磁性・トポロジカル秩序などの強相関量子物性を探求しています。
実用化イメージ

強相関電子系は、巨視的スケールで量子効果が現れることで、劇的な機能を示します。大きなエネルギースケールを有する遷移金属化合物は、次世代テクノロジーの基盤材料としての可能性を秘めています。

研究者

大学院理学研究科

大串 研也  

Kenya Ohgushi

触覚・触感センサの開発に関する研究

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特徴・独自性
  • 触覚・触感は、粗骨感、硬軟感、乾湿感、温冷感などの基礎感覚やその組み合わせの複合的な感覚であるが、これらの感覚は力、ひずみや温冷情報、粘性、振動などの情報で表現できると考えられる。これまで、ヒトの感覚受容器に対応させた触覚センサと触動作を模したセンサ機構を統合した能動型触覚センサシステムを開発し、種々の感性ワードや粗さ、柔らかさや温冷感の測定が可能となるシステムを実現した。また、触覚・触感はこれらの感覚に加え、その組み合わせなどもあり、メカニズムの解明は、センサの開発において重要である。本研究ではこれまで得られた基礎的な感覚やその他の感覚の関係、またその感覚取得に関連する物理情報等、触覚・触感のメカニズムを明らかにし、高機能な触覚・触感情報を可能とするセンサシステムの開発をする。
実用化イメージ

ライフサイエンスのみにとどまらず、香粧品業界や繊維等の業界の他にも一般メーカーなども対象となり、ものづくりの分野で有効である。

研究者

大学院医工学研究科

田中 真美  

Mami Tanaka

紙おむつ着用時に人肌がおむつから受ける触刺激の定量的な計測

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概要

紙おむつ着用時に人肌がおむつから受ける触刺激の定量的な計測
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken_h/T09-013.html

従来技術との比較

特徴・独自性
  •  ヒトの肌に触れる下着やオムツ、ナプキンなどが接触することによる擦れや押しつけなどの刺激(触刺激)を評価することは、衣類の設計上重要である。触刺激の評価では、試着や腕などの代替部位への擦りつけ評価などが行われているが、評価者の個人差や体調の影響を受けるため、客観的な評価手法が必要である。
  •  オムツを例にあげると、利用者が乳幼児であることから、アンケートによる調査が不可能であり、オムツかぶれの原因の一つとされる触刺激を評価することがこれまで不可能であった。そこで本発明は、オムツ着用時の触刺激の定量化を可能とする触刺激センサを提供するものである。
実用化イメージ

下着やおむつ、生理用ナプキンなどの衣類の試作・設計・改良

研究者

大学院医工学研究科

田中 真美  

Mami Tanaka

父親の精子検体を検査することで、子供の自閉症スペクトラム発症率を予測できる。

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概要

自閉症スペクトラムマーカー:
精子のヒストン修飾を測定することにより、次世代の神経発達症リスクを予測することが可能となりうる。
https://www.t-technoarch.co.jp/data/anken/T14-105.pdf

従来技術との比較

子どもの発達障害発症に関して、もっとも高いリスクは両親の加齢と早産であることが知られており、両親のうち父親の加齢の方が母親よりもリスクが高いことも繰り返し疫学的に報告されている。従来、精子の検査は、顕微鏡下で、精子数、形態、運動性をチェックするのみであり、分子レベルでの検査は行われていない。本発明はエピジェネティックな分子マーカーに着目する画期的な方法である。

特徴・独自性
  • 急激な少子化の一方、発達障害は増加の一途を辿っています。
  • 父加齢の継世代的影響として、可塑性のあるエピジェネティック分子に着目しています。
  • 精子検査は非侵襲的に行うことができます。
  • 精子ドナー等のクォリティチェックとして適しています。
実用化イメージ

本発明の精子のヒストン修飾や、関連するエピジェネティック因子(DNA メチル化、マイクロRNA)を組み合わせて、精子のパネル検査を行うことにより、精度の高い精子のクォリティ検査を行うことが可能となります。

研究者

大学院医学系研究科

大隅 典子  

Noriko Osumi

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

生体材料やシミュレーションによる医療デバイス開発

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 医療デバイスの状態が視認でき、かつ生体にかかるストレスを測定できる生体モデルを開発しています。我々の生体モデルはハイドロゲル素材のため、透明で表面摩擦抵抗が低いことが特徴(図1)です。さらに、ヒト血管の力学的特性および形状を忠実に再現し、血流の実験的測定をすることが可能(図2)です。また、最適化手法を用いた医療デバイスの最適なデザインや操作の研究も行っており、特に粒子塞栓のコンピュータシミュレーション(図3)やカテーテル操作の研究開発をしています。これらは、デバイス開発初期段階でのPOC(proof ofconcept)に役立ち、動物実験の減少にも貢献が期待されます。
実用化イメージ

医療デバイス開発を進める企業、業界との連携が可能です。医療画像診断装置や画像処理、MEMS を用いた医療機器開発のPOC、医療機器の標準化、医療トレーニング企業、高分子素材企業など、様々な場面で協働が期待できます。

研究者

流体科学研究所

太田 信  

Makoto Ohta

ヒトの五感に訴える新製品・新分野を開発-高圧実験と理論の開発―

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概要

超臨界/亜臨界抽出分離技術とは、水や二酸化炭素等の物質を高圧・高温にした際に、それらが液体と気体の両方の性質を併せ持った流体(超臨界/亜臨界流体)となることを利用し、その流体を用いてこれまで分けられなかった様々な物質を抽出分離できる技術です。特に亜臨界抽出では、より温和な条件での抽出分離を実現しています。有機溶剤を使用しないグリーンな抽出分離プロセスや装置、理論の研究開発を行っています。

従来技術との比較

開発した亜臨界溶媒分離法は,在来型の蒸留・抽出・分離等の化学工学プロセスとは異なり,大幅なスケールダウンを実現できることがメリットです。

特徴・独自性
  • このシーズは、下記の特徴を持ちます。
  • ・水、エタノール、二酸化炭素等の環境溶媒のみを製造工程に用いることができる
  • ・SDGs の推進
  • ・日本発の医薬食品・飲料・化粧品・化成品等の製造工程のグリーンイノベーション
  • ・これまでに抽出分離できなかった、利用できていなかった有用成分の利活用
  • ・グリーン溶媒を用いた反応・吸着の設計
  • ・高圧クロマトグラフィー/半回分装置/流通装置を保有
実用化イメージ

低極性・高極性化合物や沸点の異なる化学物質の抽出分離に長けた溶媒を用いています。医薬食品・飲料・化粧品・化成品等の化学・材料分野に応用できます。

研究者

大学院工学研究科

大田 昌樹  

Masaki Ota

浮体式洋上風車・次世代航空機の非線形空力弾性・マルチボディ解析技術

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概要

浮体式洋上風車・次世代航空機は軽量細長なブレード・翼を有するため,非線形空力弾性変形が避けられません.本研究では回転座標を一切使わない高効率な非線形空力弾性解析法を構築してきました.また,この非線形空力弾性変形は浮体の揺動や航空機の舵面駆動といったボディ同士の相対運動(マルチボディダイナミクス)と連成します.我々は支配方程式レベルからこの新たな連成問題に対する解析法の構築に取り組んでいます.

従来技術との比較

本研究で提案する非線形解析法を用いれば,従来の線形解析法では捉えることができない大変形に伴うフラッタ発生速度の低下や変形と飛行挙動の連成現象を扱うことができます.

特徴・独自性
  • 本研究は以下の特徴を持ちます。
  • ・回転座標を使わない分かりやすい大変形構造解析法
  • ・大変形に対応した高効率な非定常流体解析法
  • ・部材同士の大移動を捉えるマルチボディダイナミクス解析法
  • ・AI/ 機械学習技術を融合したリアルタイム解析
実用化イメージ

本研究の超高速な流体構造連成解析とマルチボディ解析で実現される「デジタルツインと高効率最適設計」は以下のような社会実装が期待されます。
・次世代旅客機、宇宙機、浮体式洋上風車
・自動車、鉄道、エレベータ
・燃料棒、ロボット、建設機械

研究者

大学院工学研究科

大塚 啓介  

Keisuke Otsuka