東北大学 研究シーズ集

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「な」行の研究者 31人

社会における科学・技術 ー 科学・技術の哲学と倫理

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特徴・独自性

人工物や人工物を介した人や世界との関わりのあり方について哲学や倫理学の目を向けて研究しています。例えば、近年「人間中心的デザイン」が言われたりしますが、そうした設計開発の段階や製作・使用の場における認知的、知識論的、価値論的な構造の解明が哲学の側で、設計に当たる工学者や技術者の責任、技術者や企業における集団倫理のあり方、ユーザとの共感型デザインなどが倫理に関わるものです。技術的な解決よりも視野を広げて考えることが研究のねらいです。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

これまで技術士会の研修会などで講演したりしてきましたが、技術者と社会を見つめるインタラクティブなセミナーなども可能です。

文学研究科
直江 清隆 教授 博士(文学)
NAOE, Kiyotaka Professor

次世代環境適合技術流体実験共用促進事業 次世代流動実験研究センター 低乱熱伝達風洞

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特徴・独自性

低乱熱伝達風洞
低乱熱伝達風洞は、台風並みの最大風速80m/s を有し、気流乱れ0.02% 以下と極めて低い世界トップレベルの風洞です。本風洞は、文部科学省による「先端研究施設共用促進事業」に採択され産業界へ施設の共用を進めて参りました。平成28 年度より、事業を発展させ「風と流れのプラットフォーム」として、基礎研究からイノベーション創出に至るまでの科学技術活動全般に貢献して行きます。
磁力支持天秤装置
世界トップレベルの風洞に模型を支柱で支持することなく磁場を用いて空中に保持できる世界最大サイズの「磁力支持天秤装置」を導入いたしました。本装置を用いることで支柱による干渉を受けることなく正味の空気力を測定することが可能となります。本装置も風洞と同様に産業界へ施設共用しており、一般利用可能な世界唯一の装置です。
風と流れのプラットフォーム
航空機が巡航しているような相対的に乱れのない流れや地上でのビルに当たる風など、風や流れの性質には様々な様相があります。このため風を作る装置として「風洞」と一言で言っても用途に応じて様々な風洞が存在します。また、風洞では全ての情報を得ることは難しいため今日では、スーパーコンピュータの支援を伴うことが一般的となってきました。
これらのことから、「風と流れのプラットフォーム」としてスーパーコンピュータ、風洞群をセットで共用に供し、分野を問わず、風と流れに関する様々なユーザニーズに対応した高度利用支援を行い、流体力学に立脚する科学技術イノベーションを協力に促進することを目指しています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

本風洞は、共同研究に限らずどなたでもご利用できます。また、リエゾン室を設置することにより利用相談、試験の支援をはじめ、風洞利用経験のない利用者へのサポートも行っています。

流体科学研究所
永井 大樹 教授 工学博士
NAGAI, Hiroki Professor

次世代流動実験研究センター 弾道飛行装置

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特徴・独自性

弾道飛行装置は、高速で飛翔体を射出する装置です。射出速度は200m/s の亜音速から最高6km/sの超音速領域までの広い速度範囲であり、気体中、液体中の高速自由飛行実験、高速衝突実験が可能であり、航空宇宙、地球物理分野をはじめとする様々な理工学分野における基礎・応用実験が行えます。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

流体科学研究所における共用(外部利用可)の超音速実験研究に関わる施設の設備であり、高速飛翔体まわりの流れの計測から、高速衝突による材料物性の計測まで、幅広い分野でご利用いただけます。

流体科学研究所
永井 大樹 教授 工学博士
NAGAI, Hiroki Professor

電子顕微鏡で見えない微細な不純物クラスターや欠陥の分析と機能の解明

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特徴・独自性

金属から半導体・絶縁体まで、原子1個1個を3次元実空間で原子スケールの分解能でマッピングできるレーザー3次元アトムプローブ法と、原子1個が格子点から抜けた単原子空孔から空孔集合体までを非常に高い感度で検出できる陽電子消滅法を組み合わせて、従来の分析方法では検出困難な、微細なクラスターや欠陥を分析し、それらが材料にあたえる影響や機能の解明を行っている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

ナノ構造を制御した新規材料開発、構造材料の劣化機構の解明から、半導体デバイス製造の歩留まり低下の原因解明、量子デバイス開発まで幅広い分野について、上記の解析技術を活用したい企業や団体との共同研究を希望する。

金属材料研究所
永井 康介 教授 理学博士
NAGAI, Yasuyoshi Professor

材料の微視的空間配置を精密制御する微粒子集積プロセスの開発

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特徴・独自性

異種材料を複合化した材料は、構成する材料の複合化状態によって、発現機能が大きく異なる。粒径や形状を制御して微粒子を合成できる技術と、合成した微粒子を設計通りに集積させる技術の融合によって実現する「ビルディングブロック工学」では、構成材料の3次元的な空間配置をメゾスコピックスケールで精密に制御することができ、従来の材料開発では得られなかった優れた機能の発現(相乗効果)や、新たな機能の発見も期待できる材料創製プロセスである。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

触媒(光触媒も含む)や分離カラムなどの化学関連プロセスのみならず、薬物送達システムや診断薬など医薬関連、コンデンサーや電池などの電子材料関連、屈折率制御材料やセンサーなど光学材料関連分野への用途展開が見込まれる。

工学研究科 化学工学専攻
長尾 大輔 教授 博士(工学)
NAGAO, Daisuke Professor

生体信号の解析と視覚化

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特徴・独自性

多彩なセンサーの開発やICT 技術の発展により、膨大な生体信号を記録・保存することが可能になってきた。我々は、その信号を、病気の診断や健康の増進への利活用を目指して様々な信号処理方法を研究している。例えば、妊娠中の母親の腹部に張り付けた電極から子宮内胎児の心電図を高精度に抽出するアルゴリズムや、多種の生体信号の時間的関係から自律神経系などの状態を推定し、可視化するアルゴリズム等の開発を行っている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

生体信号の解析・可視化・診断システム。
自動車運転手や各種システムオペレータの集中度や眠気のモニタリング・評価。
生体リズムの特性を考慮した就労スケジューリング。

情報科学研究科
中尾 光之 教授 工学博士
NAKAO, Mitsuyuki Professor

脂質の酸化原因を明らかにできる新たな手法を開発

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特徴・独自性

私たちの身体を構成する脂質が何らかの原因で酸化され、過酸化脂質が生じると、病気の要因になると考えられています。 故に、どのような酸化反応( 炎症やラジカル酸化) が進んでいるのかを知ることは重要で、私たちは過酸化脂質の構造を質量分析で詳細に解析することで、酸化反応の種類の見極めを達成しました。 つまり、その種類に応じた適切な抗酸化物質を選択すれば、効果的に酸化を抑制できると期待されます。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

現在、病気予防を目的に、様々な抗酸化食品が出ていますが、私たちの方法を活用することにより、作用メカニズムが明確な確固たる抗酸化食品の創成に繋がると期待されます。

農学研究科
仲川 清隆 教授 農学博士
NAKAGAWA, Kiyotaka Professor

ナノインプリントリソグラフィによる先進光機能材料のナノファブリケーション

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特徴・独自性

ナノインプリント技術は、パターンサイズとデバイス面積を広範囲にカバーでき、産業界に向いた量産性に優れるナノファブリケーション法として注目されています。当研究グループは、単分子膜工学を推進し、界面機能分子制御の学理の追求と実学応用を進めています。離型分子層、密着分子層、偏在分子層を設計した光硬化性樹脂を研究し、ナノインプリントリソグラフィによる半導体、金属、無機酸化物の超微細加工に挑戦しています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

透明導電膜、光導波路、メタマテリアル等の先進光機能材料に関する研究成果を発表しました。材料、機械、マスク、デバイスメーカーと連携し、日本のものづくりの強化に貢献します。

多元物質科学研究所
中川 勝 教授 工学博士
NAKAGAWA, Masaru Professor

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。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

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。

工学研究科 金属フロンティア工学専攻
長坂 徹也 教授 工学博士
NAGASAKA, Tetsuya Professor

企業内教育を変える

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特徴・独自性

プレゼンテーションや医療面接などにおける、コミュニケーション力を効果的に育成するための研究と開発をしています。具体的には、教育プログラムと、それを最大限に活かすためのシステムPF-NOTEの研究開発です。PF-NOTE は記録中の映像に、リアルタイムにフィードバックを付加するシステムであり、コミュニケーション力育成を支援します。さらにベテランと新人の観察力や判断力の違いの可視化、映像付きの対話的なe ラーニングコンテンツ作成も可能です。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

社員の技術伝承やコミュニケーション能力育成に関して特に興味のある企業、観察力育成、就職面接トレーニングに注目している業界に、PF-NOTEを効果的に活かす教育方法を提案します。

教育情報学研究部
中島 平 准教授 博士(情報科学)
NAKAJIMA, Taira Associate Professor

持続可能なエネルギーシステムの統合デザインと分析

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特徴・独自性

時間軸と空間軸からみたエネルギー社会の将来を明らかにすることを目的とする。一次エ持続可能なエネルギーシステムを地域社会に実装することをめざします。過去から現在、未来に至る「時間軸」、地域社会のエネルギー需給の特徴や偏在を明らかにする「空間軸」。この基軸に、エネルギー効率、CO2 排出量等の「技術指標」と、脱炭素、豊かさ、経済性、セキュリティ、レジリエンス等の「価値指標」、さらにエネルギーシステムの「資源」「変換技術」「需要部門」のセクターカップリングを加えた、統合最適化手法を開発して、地域社会にふさわしいエネルギーシステムをデザインします。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

スマートシティのデザイン、持続可能なエネルギーシステムの統合デザイン、地域エネルギービジネスおよびマネジメント力の強化。

工学研究科 技術社会システム専攻
中田 俊彦 教授 工学博士
NAKATA, Toshihiko Professor

核酸医薬への展開を目指した架橋反応性人工核酸の開発

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特徴・独自性

核酸医薬は標的に対して相補的な塩基配列を持つ人工的に化学合成された核酸分子である。核酸医薬による遺伝子発現制御方法は、アンチセンス法、siRNA法、デコイ法などが知られており、21世紀の新しい創薬として注目を集めている。最近、蛋白を発現しないnon coding RNA が遺伝子発現制御に重要な働きをもつことがわかってきており、核酸医薬の新たな標的として注目されている。我々は次世代の核酸医薬の開発を目指し、遺伝子に対して高い効率で反応する新規架橋反応性人工核酸を開発した。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

遺伝子に対する選択的な化学反応は、核酸医薬を用いた遺伝子発現制御方法を効率化するのみならず、従来にはない、遺伝子改変技術として展開できる可能性を有することから、その有用性は非常に高いと考えられる。さらに本技術では共有結合した2本鎖DNAを容易に調整できることから、有用なDNA 材料の創製も可能であり、こ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。

多元物質科学研究所
永次 史 教授 薬学博士
NAGATSUGI, Fumi Professor

ウェラブルセンサを用いた身体活動の評価

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特徴・独自性

身体活動時に装着した加速度センサをはじめとするウェラブルセンサの信号処理により身体活動の評価を行う研究。これまでに気圧センサと加速度センサにより、階段や坂道昇降の評価を可能とするアルゴリズム、加速度信号から歩幅を評価するアルゴリズムを提案、実証している。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

通信機能の搭載あるいはスマートフォンなどへの実装により操作フリーで情報を処理し、わかりやすくユーザーに提示することが可能である。健康やスポーツ活動のモニタリングに利用可能である。

医工学研究科
永富 良一 教授 博士(医学)
NAGATOMI, Ryoichi Professor

英語の語彙・語形成の共時的・通時的研究

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特徴・独自性

世界最大の辞書といわれるthe Oxford English Dictionaryを始め、英語という言語には、他の言語には類を見ない質と量の「コーパス」(言語資料)が蓄積・整備されてきています。また、英語は、史上初めて「地球語」としての役割を担う言語であり、母語話者間の方言だけでなく、外国語として英語を学ぶ人々の「方言」も存在するという大変珍しい言語です。そのような言語で、語や形態素がどのように出現し、使われ、変化していくのかを、大型電子コーパスや文献・辞書資料を駆使して調査しています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

1) 英語の辞書・電子コーパス(学習用、専門用語、方言)の構築、2)自然言語処理、機械翻訳の基礎研究、3) 言語教育、4)英語における新語・ネーミング(商品開発や広告)

情報科学研究科
長野 明子 准教授
NAGANO, Akiko Associate Professor

プログラムの効率化および形式的検証

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プログラムの効率の改善や形式的検証に関する研究を行っている。短期間で記述したプログラムは実行時間やメモリ使用量について非効率的であることが多いが、この問題に対し、プログラム変換によって機械的に改善する手法の開発に取り組んでいる。また、大規模なプログラムはその複雑さから予期せぬバグを含みやすいが、この問題に対しては、プログラム検証やモデル検査とよばれる数学的手法によって実行前に網羅的に検証する研究も進めている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

通常のソフトウェア開発では有限個のテストを通じて動作確認が行われるが、モデル検査器や定理証明支援系などのツールを用いることで、無限個の入力に対して動作が保証されたプログラムの作成を実現できる。

電気通信研究所
中野圭介 教授
NAKANO, Keisuke Professor

地質・岩石学的手法に基づく火山噴火推移予測

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特徴・独自性

従来の火山活動の観測や噴火対応は、地球物理学的な手法に基づくものが主流でしたが、近年、マグマの物質科学的な研究の発展が顕著になっています。火山活動が活発化した際、初期の噴出物を迅速に分析することで、地下深部のマグマの状態を把握し、その後の噴火推移を準リアルタイムに予測することで、火山災害の軽減に繋げたいと考えています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

火山噴出物の組織分析の自動化手法の開発、過去の噴火履歴も考慮したリスク評価など。

理学研究科
中村 美千彦 教授 博士(理学)
NAKAMURA, Michihiko Professor

原子核物理学(実験)

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特徴・独自性

高エネルギー電子ビームを用いたストレンジネス核物理、ハイパー核研究を行っている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

加速器研究施設で収集される大量のデータ解析技術、荷電粒子、高エネルギー光子の測定技術

理学研究科物理学専攻
中村 哲 教授 博士(理学)
NAKAMURA, Satoshi N. Professor

大腸がんにおけるABC トランスポーターの発現制御

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特徴・独自性

大腸がんは、わが国のがん死亡原因の上位に位置し、手術療法以外には根治的治療法がない。がん部の特徴を探索するために、私たちは大腸がん部と非がん部の転写産物を網羅的に解析している。例えば抗癌剤の有効性決定因子の一つであるABC トランスポーターの発現に注目したところ、ABC トランスポーターの一つであるABCC3は大腸がん発がんに関わるWnt シグナルによって抑制されることを見出した。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

臨床検体から容易にトランスクリプトームをはじめとする網羅的解析を行うことができるようになった。これらの結果は、創薬標的発見の一助となることが期待され、製薬業界でこの知見の展開を希望している。

医学系研究科
中山 啓子 教授 医学博士
NAKAYAMA, Keiko Professor

Fbxw7による発がん機構の解明

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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。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

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。

医学系研究科
中山 啓子 教授 医学博士
NAKAYAMA, Keiko Professor

構造制御による環境発電材料の高性能化と応用展開

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特徴・独自性

IoT 社会の実現に向けて、充電を必要としない小型センサの開発は不可欠である。当研究室では、独自装置を用いた材料創製技術、理論に基づいた数値解析技術を駆使し、材料の複合化によって、身の回りの未利用エネルギー(振動、超音波、光エネルギーなど) を電気エネルギーとして回収可能な環境発電材料の創製とさらなる高性能化を得意としている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)

環境発電特性および関連特性の付与による、既存の機械やデバイスのさらなる高性能化、新機能追加から生じる付加価値向上を目指している企業等との共同研究を希望する。

工学研究科
成田 史生 教授 博士( 工学)
NARITA, Fumio Professor