東北大学　研究シーズ集

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は行の研究者 44人

は 行
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マイクロ・ナノマシニング技術を⽤いた低侵襲医療機器・ヘルスケア機器

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 精密機械加工技術、MEMS（微小電気機械システム）技術などを用いて小さくとも様々な多機能を実現する新たな医療機器、ヘルスケア機器を開発しています。体内で検査治療を行う内視鏡やカテーテルを高機能化するほか、今までにない新たな医療機器を開発し、より精密で安全な検査・治療、新たな検査・治療の実現を目指します。また、体表に装着する薄く軽い高機能なデバイスにより、場所や時間の制約のない新たなヘルスケアを目指します。
実用化イメージ

基礎研究の他、実用化を目指し臨床医師および医療機器メーカーをはじめとした企業と協力して開発を進めています。また、大学から企業への橋渡しの目的で大学発ベンチャー企業を起業し協同した開発を進めています。

研究者

大学院医工学研究科 医工学専攻 医療機器創生医工学講座（ナノデバイス医工学分野）

芳賀 洋一  

Yoichi Haga

高機能カーボンナノチューブ-アルミナ複合材料の開発

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 分散が困難とされていた、カーボンナノチューブ(CNT) を配合したセラミック複合材料の開発に関して、CNT の剛性ならびに表面性状を制御することにより均一分散させたCNT/ アルミナ複合材料の作製に成功しました。さらに、無加圧焼結によりアルミナ単味の強度特性を大きく超える複合体を作製できています。これを背景に、試作したCNT/ アルミナ複合材料の機械・電気的特性の向上と実用化に向けた基礎研究を行っています。
実用化イメージ

トライボ応用、強度と耐摩耗性が要求される人口股関節等の生体材料、電気ひずみ効果を利用したマイクロアクチュエータ、数GHz 〜 数10GHz 程度の周波数帯における電波吸収材料への応用展開が期待されます。

研究者

未来科学技術共同研究センター 開発研究部 機械・電気的特性を両立させた環境適合型デバイスの開発

橋田 俊之  

Toshiyuki Hashida

キャリブレーションを必要としない高度ビジョンシステム

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 生産現場におけるロボット導入の障害は、完ぺきな環境整備とティーチィングです。ビジョンを援用して環境や作業手順を自動で認識できれば、ロボットの導入は飛躍的に容易になりますが、ビジョンシステムにおける事前の条件出し（キャリブレーション）の負担が大きいです。フィードバック制御を用いれば、目標画像（ロボットが行うべき作業の写真）と現在画像（カメラからリアルタイムに得られる画像）をキャリブレーションなしで一致させることができます。この技術をビジュアルサーボといいます。
実用化イメージ

ビジュアルサーボの導入でカメラの配置が自由になり、キャリブレーションレスになり、ビジョンシステム導入の障害を容易に解決可能です。

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）

橋本 浩一  

Koichi Hashimoto

ビジュアルサーボ顕微鏡

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 蛍光顕微鏡は細胞内イオンの定量的可視化や光学顕微鏡の限界を超える観察などに必須の道具です。生物の「行動と神経活動の相関」を計測したい場合、現状では、ターゲットの神経細胞を機械的に固定するか麻酔するかしか方法がありません。また、これらの方法では細胞や生物が動かないので、「行動」を計測したことにはなりません。私たちは、動く生物を追いかけて神経細胞の活動を蛍光観察する手法を開発しました。
実用化イメージ

観察しているターゲット細胞群の蛍光強度を観測しながら、細胞群の動き（3次元移動と変形）を自動でキャンセルする画像処理手法を開発しました。「生物の運動」と「動く神経細胞活動」を同時に計測できる技術を活用したい企業との共同研究を希望します。

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）

橋本 浩一  

Koichi Hashimoto

ネットワークアプリケーション制御技術

 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • SoftwareDefinedNetworking(SDN)やサーバ仮想化技術などに基づき、アプリケーション層からデータリンク層までを含んだ横断的アプローチを用いて、アプリケーションの要求品質に応じて適応的にネットワークリソースを確保することで、ネットワーク・コンピューティング資源利用を最適化し、インターネットアプリケーションの品質の向上を目指します。その他、モバイルネットワーク制御技術、ネットワークアーキテクチャ、サーバ・ネットワーク仮想化技術などに基づいたテーマでの産学連携が可能です。
実用化イメージ

研究者

電気通信研究所 情報通信基盤研究部門 ネットワークアーキテクチャ研究室

長谷川 剛  

Go Hasegawa

アジアにおける対話型環境政策提言の探究　人文学のアプローチを用いて

概要

実効的な環境政策を目指す限り、人々の文化に根ざした「自然観」を政策立案者が理解することは不可避である。そのため、今後の人文学アプローチによる自然観解明の研究は必要とされるだろう。その第一段階として、本プロジェクトを対話型環境政策のプロトタイプとして提示する。

従来技術との比較

現状では、非西洋国がナショナリズムの高揚を目的としたプロパガンダとして、自国文化を「自然と共生する」と礼賛することがある。中国、インド等の東アジアでは顕著であり、日本もその一翼をになっている。このようなマクロ視点の対抗的・競争的な環境政策の対話ではなく、ミクロ視点の協働的対話を目指す。

特徴・独自性
  • 以下のような研究を進めています。・環境分野において政策提言に向けた「フォーラム」を設置するアイデア・各国の文化差を尊重しながら、グローバルな歩調を合わせた環境政策提言を目指す・環境政策の対話の取り組みのフレームワークを提案する
実用化イメージ

環境にかかわる企業との共同研究を希望しています。従来の法的・政治的配慮としての環境保全計画ではなく、事業地の地域住民との紛争回避のための環境方針の事項的な策定プロセスに寄与することを目指します。

研究者

大学院文学研究科 総合人間学専攻 哲学倫理学講座（倫理学専攻分野）

小松原 織香  

Orika Komatsubara

多層膜光学素子の開発とテイラーメイドX線光学素子の開拓

概要

X線は進行方向を変える（レンズを作る）ことが難しく、ミラーで反射させることで集光させます。このとき、一層の厚さが数nmの極薄多層膜を曲面に沿って精密に膜厚制御されたミラーを用いると、直入射で高反射率が得られます。この原理を用いることで、実験室の光源でも明るく解像度の高い軟X線顕微鏡が実現できます。

従来技術との比較

軟Ｘ線の反射波長は多層膜の層厚と入射角に依存します。結像ミラーでは曲面に沿って入射角が変わるため、精密な層厚制御なしでは反射する軟Ｘ線の波長が変わり、明るい顕微鏡が実現できません。

特徴・独自性
  • 速度可変シャッター機構を使ったイオンビームスパッタリング成膜による精密膜厚分布制御成膜法
  • ４枚の直入射ミラーで反射波長を一致させた実験室光源を用いた軟X線顕微鏡
  • 精密膜厚分布制御成膜法により、基板面内で反射波長が連続的に変化する硬X 線ポリクロメーターの実現（放射光施設内の白色ビームラインでの応用）
実用化イメージ

収差が小さく明るい軟Ｘ線顕微鏡を実現できます。生物細胞の内部構造の観察や軟X線露光装置に用いるマスクの検査等の用途への適用が期待されます。

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 基幹研究部門 オペランド計測スマートラボ

羽多野 忠  

Tadashi Hatano

歯科用CAD装置と咬合力測定装置を連携した新規咬合解析システム

 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 噛みしめ時の咬合力を薄膜状感圧デバイスで測定する咬合力計測システムは、個々の咬合接触部の力の大きさを個別に測定できる能力を有しますが、力の向きや作用部位に関する情報を記録できず、その利便性がほとんど活かされていません。口腔内光学スキャナなどデジタル歯学のツールを咬合力計測システムと併用することで、この問題を解決しました。1症例につき約1時間の分析で、咬合の力学的特徴を表現するレンチ・パラメータを出力します。
実用化イメージ

市販システムの出力を独自のアルゴリズムで組み合わせるもので、種々の商用システムに応用可能です。歯科関連企業との連携を希望します。

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

不揮発デバイスを用いたPVTバラつきフリーLSIの構成に関する研究

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 電源を切ってもデータを記憶し続ける不揮発性デバイスを、メモリだけでなく、CPUなどの演算器やシステム全体の構成に積極的に活用する回路・システム構築方法が「不揮発性ロジック」です。本テーマでは、不揮発性デバイスに「回路構造情報」を記憶することで、製造プロセス(P)や電源電圧(V)、温度(T)などに起因する回路特性バラつきに対して頑健な回路を、少ないオーバーヘッドで実現できる回路構成を提案しています。
実用化イメージ

この成果は、今後微細化が益々進行する超微細LSIの高信頼化・高性能化に大いに寄与する技術であり、これに関連する分野で有意義な共同研究ができるものと考えます。

研究者

電気通信研究所 計算システム基盤研究部門 新概念ＶＬＳＩシステム研究室

羽生 貴弘  

Takahiro Hanyu

電流モード多値技術に基づく高速・低電力非同期データ転送方式に関する研究

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 局所的に逐次動作をするその特性から高速・低消費電力・高環境適応・低ノイズなど様々なメリットがある、従来のクロックを使用しない非同期式制御によるVLSIシステムを提案しています。要求応答に基づくハンドシェーク通信のオーバヘッドを、多値符号化により配線数削減および通信プロトコルの根本的改善を行い、さらに電流信号表現による高駆動転送によるチップ内・チップ間ネットワークの高速化を実現しています。
実用化イメージ

本成果は、高速・低電力な大規模VLSIシステムの実現において有用であり、これに関連するメニーコア、マルチモジュールNoC分野において有意義な共同研究ができるものと考えます。

研究者

電気通信研究所 計算システム基盤研究部門 新概念ＶＬＳＩシステム研究室

羽生 貴弘  

Takahiro Hanyu

高圧ガスタービン環境における燃焼評価とカーボンニュートラル燃料の燃焼技術開発

 
 
 
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概要

　

従来技術との比較

　

特徴・独自性
  • 燃焼は、温度、濃度、速度、高速化学反応といった多次元のダイナミックスが複合した複雑な過程です。当研究室は、高圧ガスタービン環境を実現できる世界的にも希な高圧燃焼試験装置を有し、高温高圧下の燃焼実験ならびにレーザー分光計測に独自性があります。航空宇宙推進系のみならず各種高圧化学反応炉の設計技術と安全評価技術、新燃料の燃焼技術、さらには高圧下の液体微粒化技術の研究開発にも取り組んでいます。
実用化イメージ

航空宇宙、自動車、電力、工業炉、化学プラント業界における、燃焼評価、アンモニア燃焼現象の評価、多様な燃料に対するガスタービン燃焼と評価、高圧噴霧生成と制御、高圧下のレーザー燃焼診断等に関する連携が可能です。

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 高速反応流研究分野

早川 晃弘  

Akihiro Hayakawa

高効率なMg2Sn 系単結晶熱電材料

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 単結晶にはMg空孔欠陥が含まれています。このMg 空孔欠陥は、熱伝導率を効果的に低下する一方で、高い電気伝導率を維持します。これにより、熱電性能が飛躍的に向上し、従来報告されていた多結晶の性能を超えました。その他のMg 化合物単結晶でも、Mg 空孔欠陥を導入することで高い熱電性能を実現できると期待されます。
実用化イメージ

身の回りで使用されずに大気中に放出されている熱エネルギー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ります。

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

低コスト・高スループットを実現するナノ 材料のサステナブルプロセッシング

 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 従来の液相における材料合成では、溶媒に溶解する原料を大前提としているために、材料選択性が限られるだけでなく、洗浄・廃棄物など様々な問題があります。原料が溶媒に溶解しない物質であれば、原料選択性の広がりによりプロセッシングの枠が格段に広がります。例えば、金属原子と酸素原子で構成された安価な酸化物が原料に利用できれば、環境負荷とコストの低減できる可能性があります。従来にない革新的なサステナブルプロセッシングにより、金属・有機・無機を横断する様々な新しい材料を作成してきました。
実用化イメージ

これまでに多くの産学官連携（JST、NEDO）を推進し、高性能触媒や実装用途等の廃棄物フリーで室温で大量合成可能な金属やセラミックスナノ材料及びそれらのナノコンポジット材料のサステナブルプロセッシングを実現してきました。

研究者

大学院工学研究科 応用化学専攻 分子システム化学講座（極限材料創製化学分野）

林 大和  

Yamato Hayashi

有機合成化学および天然物化学

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • アミノ酸、あるいはアミノ酸から簡単に合成できる低分子有機化合物を触媒とした、光学活性化合物の実用的な合成法の開発を行っています。世界中で使われているHayashi–Jørgensen 触媒を開発しました。さらに、それらの合成方法を利用して、抗癌作用等の生物活性を有する天然有機化合物の独創的・実用的な合成を行っています。これまでに抗インフルエンザ治療薬であるタミフルのわずかone-pot での合成、医薬品プロスタグランジンの重要合成中間体であるCorey ラクトンの152分one-pot 合成に成功しています。
実用化イメージ

医薬品合成、農薬合成、化成品合成に我々の開発した反応、触媒は大いに役立ちます。

研究者

大学院理学研究科 化学専攻 有機化学講座（有機分析化学研究室）

林 雄二郎  

Yujiro Hayashi

ひ

イネ科作物の高温・低温障害の克服法

 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 地球規模での温暖化は、コムギやオオムギなどの収量に多大な影響を及ぼしています。また、異常気象は局所的な低温ももたらし、東北地方でのイネの冷害は有名です。これら主要作物の温度障害は、いずれも花粉形成の過程が最も脆弱であり、ストレスにより正常花粉ができなくなります。本技術は、植物ホルモンのオーキシンやジベレリン、さらにはカーボンソースを適切な時期に散布することで、これら障害を完全に克服するものです。
実用化イメージ

適切な植物ホルモン等を利用することで異常気象による作物の収量低下を防ぐことができ、農作物の安定的な生産に資するものです。

研究者

大学院生命科学研究科 分子化学生物学専攻 分子ネットワーク講座（分子遺伝生理分野）

東谷 篤志  

Atsushi Higashitani

化合物半導体を用いた放射線検出器の開発

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 材料純化、結晶成長、結晶加工、電極形成、検出器製作を一貫して行い、化合物半導体を用いた放射線検出器の開発を行っています。特に化合物半導体の一つである臭化タリウム（TlBr）に着目し研究を行っています。TlBr 検出器は非常に高い検出効率を持ち、PET やSPECT 等の核医学診断装置やガンマ線CT、産業用X 線CT、コンプトンカメラ等への応用が可能です。
実用化イメージ

化合物半導体成長技術はシンチレーション結晶育成、X 線フラットパネルセンサー用直接変換膜製作へ応用が可能です。これらの結晶成長・検出器製作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します。

研究者

大学院工学研究科 量子エネルギー工学専攻 粒子ビーム工学講座（放射線高度利用分野）

人見 啓太朗  

Keitaro Hitomi

ファーマコゲノミクス解析に基づく個別化薬物療法

 
 
 
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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 東北メディカル・メガバンク機構が構築した一般住民バイオバンクの全ゲノム配列情報を活用して、薬物代謝酵素における約1000種の組換え遺伝子多型バリアントを網羅的に作製・機能評価します。これにより、これまで見落とされてきた薬物代謝酵素活性に影響を及ぼす重要な低頻度遺伝子多型を同定し、遺伝子型から表現型を高精度で予測できる薬物応答性予測パネルや独自のコンパニオン診断薬（核酸クロマトグラフィー法）を構築します。これによりPGx 解析に基づく個別化薬物療法による未来型医療を目指します。
実用化イメージ

核酸クロマトグラフィー法は尿糖や妊娠検査薬のようなものであり、キットが成功すれば、簡便で大型の検出機器を必要としないため、大病院だけでなく中小病院や診療所レベルでも遺伝子多型診断の導入が可能になると考えられます。

研究者

大学院薬学研究科 医療薬学専攻 医療薬学講座（ゲノム医療薬学分野）

平塚 真弘  

Masahiro Hiratsuka

二酸化炭素を放出する新種の火山の成因解明

 
 
 
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概要

2000年代以降発見された新種の火山（プチスポット）をきっかけに、地球の物質循環が分かってきました。とくにマグマが地球内部から深海底に運ぶ二酸化炭素は、これまでの認識を超える量の移動が予想されています

従来技術との比較

深海底には残された謎が多い一方、耐水圧の技術が重要です

特徴・独自性
  • 日本列島に多い活発な火山（島弧）や、深海底でプレートを作り出す火山（中央海嶺）など地球上の火山は場所が限られています
    火山発生場所では無い三陸沖やチリ沖の海底で新種の火山が発見されました（プチスポット火山）
    海底調査で得られた溶岩試料の分析によって二酸化炭素放出量が異常に多い特異なマグマ組成です
    沈み込むプレートの化学組成や、地球内部〜地球表層の炭素循環にも影響を及ぼしています
実用化イメージ

世界の深海底での更なる調査を必要としています。深海底調査技術、特殊な岩石試料の分析技術における共同研究を期待しています。海底調査から得られる新資源獲得などについての連携も期待しています。

研究者

東北アジア研究センター 基礎研究部門 地球化学研究分野

平野 直人  

Naoto Hirano

道東太平洋岸の独特な地質にもとづく地域の気候・歴史・産業と海産物

 
 
 
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概要

千島列島から続く北海道内陸部の火山列と、プレートが沈みこむ千島海溝との中間に位置し、本来海底にあるはずの場所でマグマ活動が無い場所です。しかしなぜか多くの火山岩が露出し、日本列島の地質で唯一起源が異なる特異な地域です。海岸沿いに分布するこの固い地質は、先史時代から現代まで独特の気候や沿岸生態、地域産業、歴史文化を育んできました。

従来技術との比較

漁業、酪農業、海産物といった地域の特有の産業はすべて道東太平洋沿岸のこの特異な地質が起源となっています。これを肌で感じるツーリズムをご提案します。

特徴・独自性
  • 地域の地質が独特の地形と気候をつくり、港湾の位置、酪農の発達、アイヌ文化の拠点、ナガコンブの生息域などすべてをつかさどっています。ここまで地質基盤が現代産業に至るまで規制し、地域の特色を持たせているような場所は他にあまりありません。
実用化イメージ

現地ツーリズムの作成を期待しています。現地の景観は国内では他に類の無い広大なものですし、地場の食材も独特ですばらしいものがあります。

研究者

東北アジア研究センター 基礎研究部門 地球化学研究分野

平野 直人  

Naoto Hirano

東北大学　研究シーズ集

研究分野

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