研究シーズ一覧｜官民による若手研究者発掘支援事業（若サポ）に応募した若手研究者の研究開発テーマを参照

柔らかい圧力センサだけで、掌の圧力分布と手の動きを両方とも検知できるデータグローブ(Pressure to Posture Glove 略称P2P-Glove)を開発する【用途例】P2P-Gloveが桃収穫、手話認識、医療訓練などへの分野への
応用開発等を進めている。

既存のデータグローブの問題点として、バルキーで分厚く、長時間使用した時の違和感が大きいことや、精度が低く単価が高いことなどが挙げられる。原因は、掌の圧力検知と手の動き検知が異なる種類のセンサを利用しているため、データグローブの構造が複雑になることに帰結する。それに対して、私は柔らかくて安価な圧力センサだけで、掌の圧力分布と手の動きを両方とも検知できるデータグローブを提案し、Pressure to Posture Glove (P2P-Glove)と名付けた。本研究により、新しい触覚と動作を同時に検知するP2P-Gloveの方式を確立させ、様々な仕事の現場や日常生活への応用の広がりに貢献することが期待できる。

詳細を見る

微生物による水素燃料とファインケミカル原料の同時生産技術の開発【用途例】未利用の農地と資源を利活用する

水素燃料は、次世代の社会基盤を形成するエネルギー媒体として注目されています。またファインケミカル産業は、新たな付加価値や機能性を有する素材の生産事業として期待が高まっています。第二次産業は食品加工技術だけでなく、農産物をファインケミカル産業に供給可能な原材料に加工する技術を開発する必要があります。医薬品や生理活性物質のようなファインケミカルあるいはその原料を微生物により生産する技術を開発することは、第一次産業である農業を基盤とした新たな市場形成、新規雇用開発、サーキュラーバイオエコノミーの形成に寄与する可能性があります。
本研究課題では、農産物などから水素燃料とファインケミカル原料を同時に生産する技術（乳酸駆動型嫌気発酵）を開発し、これを社会実装規模で実証します。

詳細を見る

新規な構造を有する第4級アンモニウム塩の合成手法の開発および化合物ライブラリーの構築【用途例】材料分野・ヘルスケア分野・有機合成を用いる企業全般

これまで有機化学研究の多くは中性分子に注がれてきた。その一方、取り扱いの難しさからイオン性分子の活用は遅れてきた。本研究では第４級アンモニウム塩にスポットライトを当て、触媒化学のエッセンスを取り込み、次世代機能性アンモニウム塩の創出に向けて、研究を行う。
すでに我々の分子の機能調査を始めており、今までにない生物活性などが見つかっている。しかし、アンモニウム塩の応用先は生物応用にとどまらない。イオン性を活かした新たな素材としての活用も期待される。
本研究の特色は、アンモニウム塩の合成研究という基礎研究に立脚した内容でありながら、多種多様な構造を有するアンモニウム塩を提供し、望む機能を発現すべく、分子合成を達成する点にある。特に合成手法開発が強みであり、シード分子が見つかった際には最速で構造活性相関など次のステージの研究に展開できる。ヒットした後にこそ真価を発揮する分子ライブラリーを提供し、研究を行える点が強みである。

詳細を見る

超低消費電力・大容量・高速不揮発性メモリ、疑似量子計算機、環境発電向け革新的スピントロニクス素子技術【用途例】低消費電力半導体集積回路、非古典コンピュータ、エナジーハーベスティングでカーボンニュートラル達成に貢献

電子の持つ電気的性質（電荷）と磁気的性質（スピン）を同時に利用するスピントロニクスにより、超低消費電力での演算や記憶を可能とする半導体集積回路、量子コンピュータに迫る計算性能を室温で簡易的に実現できる確率論的コンピュータ、Wi-Fi電波からの発電によるバッテリーレスのエッジ端末などの実現が期待されます。このような低炭素社会の実現に資する革新的技術の実現に向けた基礎から応用までの研究開発を幅広く展開しています。本研究開発課題ではA)DRAMを代替する大容量(100Gbit超)STT-MRAM、B)SRAMを代替する超高速(1GHz超)SOT-MRAM、C)多体最適化問題を室温にて効率的に処理する疑似量子計算機、D)Wi-Fi電波からの環境発電、を実現する革新的スピントロニクス素子を開発します。これまで私たちが開発してきた世界をリードする技術を事業化に向け発展させ、現行技術が抱える半導体ワーキングメモリ大容量化の限界、半導体回路の発熱の問題、計算論的複雑性の高い問題の効率処理の問題などへの解決策を示します。

詳細を見る

電極・電解質材料設計に資する「リアルタイム」界面可視化技術【用途例】界面が鍵となるあらゆる化学/電気化学/触媒反応デバイスの高性能化に貢献

電気化学反応は電極と電解質の境界である「界面」で進行します。したがって、電気化学反応の特性を改善する場合には、この「界面」に着目した材料検討が最も有効だと考えられます。しかし、この「界面」は２つの異なる材料の境界の数ナノメートルの領域のことであり、その観察は困難を極めます。特に、電気化学反応が進行している状況で、「界面」を観察するのは至難の業でした。これまでにさまざまな方法で「界面」のリアルタイム観察が試みられ、多くの素晴らしい成果が得られていますが、どの方法も簡単に試せる手軽さに欠けていました。私たちは、この「界面」のリアルタイム観察のハードルを大きく下げ、材料のルーティーン試験の一つに組み込んでいただけるような手法の開発を試みています。

詳細を見る

BI-Techによる建物省エネ性能診断・ナッジシステムの開発【用途例】個々の設備・機器と個人の行動と省エネルギーを関連付けて、
高次元の省エネ・環境管理を目指す

カーボンニュートラル社会の実現に向けて、大きな面積を占めるオフィスビルの省エネルギー促進は極めて重要な課題です。特に、中小規模のオフィスでは対策が少なく、省エネルギー促進のブルーオーシャンといえます。そのため、オフィスビルを対象として、マイコン端末と画像診断を用いた簡易測定キットによる省エネ自動診断と在室者への省エネ行動の働きかけを実現するツールを開発し、中小規模のオフィスに普及させることが我々の目的です。

ＡＩ技術の発展により、カメラによる画像解析が簡単かつ高速に実現可能になりました。プライバシーに配慮しながら、画像診断によってオフィスの状態を検知し、適切な省エネ施策を自動診断するシステムを構築します。マイコンを用いた環境計測も近年発展した技術です。これにより安価に環境計測システムを構築できるようになりました。オフィス環境の計測は省エネルギーのみならず、健康性や知的生産性の評価にも活用できます。さらに、建物ユーザーのスマートフォンに導入できるアプリを提供することによって、省エネ行動へのポジティブ・フィードバックといったナッジを通じて、建物利用者が誰でも省エネの取組みに参加できる環境を作り、建物と利用者の両面から省エネルギーを促す仕組みを構築します。

詳細を見る

ストレッチャブルアンテナを用いた多点センサシステムの研究開発【用途例】大規模インフラ構造物向け長寿命センサシステムの実現

近年、IoT/DXによる未来型社会の実現に向けた取り組みが社会で活発化している。一方、IoT/DXの進展は、ネットワーク構築やセンサシステムの導入等の「イニシャルコスト」を低減させることが重要な課題になっている。本研究で開発するRFID帯の通信を用いた無線ストレッチャブルセンサは、非常に薄く柔軟、低コスト（将来的には一枚当たり10円以下）、バッテリーフリーのシステムを実現する。

また、インフラ構造物の寿命は50年以上である一方、従来のエレクトロニクスの寿命は50年に満たないことから、既存のエレクトロニクスは寿命の観点でインフラ構造物への適用が困難である。そこで本研究では、環境耐性が非常に高く長寿命のカーボン系材料を用いたセンサシステムを実現することによって、従来のエレクトロニクスの弱点である長期信頼性の課題を克服することを目指す。

これらによって、大規模インフラ構造物の多点計測、センサシステムを鉄筋コンクリート内部に埋め込むことによる内部の劣化状況の定量評価等といった従来技術ではコストの問題で実現しなかった技術課題の解消を目指す。

詳細を見る

環境・食品情報モニタリングのための完全自然分解型ワイヤレスセンサ【用途例】土に直接センサを混ぜ込む、また生鮮食品にシールのように貼るなど、使用者が気軽に利用できる新しいIoTセンサを提供

近年のIoTの社会的実装の加速に伴い、我々の生活環境にスマートフォンなどを代表とする高性能なセンサシステムが浸透している。次の社会的・技術的な目標の一つとしては、日常の消耗品（食品や衣類など）や農耕地などの広大なフィールドから低コスト・低環境負荷のセンサにより情報を取得してIoTの対象を拡大し、人々に安全な生活と健康を届けることが挙げられる。

　本研究提案は、 (a) センサの全ての構成要素が自然分解性・生分解性で、利用後は使用環境で完全に消失し、(b) 電磁波を利用しワイヤレスでのセンサ情報取得を可能（配線不要）、(c) バッテリーフリーで安全・安心の素材のみで構成（環境や生体への有害物質を含まない）、(d) 安価で大量生産可能、の5つの要素を全て満たす新規な自然分解性センサおよび計測通信手法を提案する。提案する手法により、使用環境にあわせたワイヤレスセンシング可能な自然分解型のセンサを開発し、（１）農業用地のIoTソイル（自然分解する微小顆粒状ワイヤレスセンサ）（２）生鮮食品などの品質管理シール（生分解する薄膜状ワイヤレスセンサ）の2つの実用的なかつ新規なセンサシステムを実現する。

詳細を見る

低品位シリカの熱プラズマ中インフライト還元による金属シリコン製造【用途例】プラズマを用いたインフライト処理技術を用いて

2050年カーボンニュートラル、脱炭素社会の実現に向けて、再生可能エネルギーの重要性が益々高まっている中で、大量の太陽光発電用高純度シリコンが必要となる見込みです。高純度シリコンの製造には、シリカ原料からの金属シリコン（MG-Si）の製造が最初のステップとなりますが、エネルギー多消費かつ二酸化炭素を排出するプロセスです。本研究では、熱プラズマの超高温を利用したインフライト水素還元プロセスに着目することで、エネルギー効率に優れる金属シリコン製造方法の確立を目指します。

従来技術である炭素電極アーク炉（電炉）では、一度還元されたシリコンが再び部分酸化されるなど、複雑な再循環の過程を経るためにエネルギー効率が低く、大量の二酸化炭素を排出する点が大きな課題点です。そこで本提案手法では、高温・高化学活性の熱プラズマ中でのインフライト処理に着目しました。数十～数百マイクロメートルのシリカ粉末を熱プラズマに投入することで、再循環の抑制、反応時間の短縮が可能となるため、エネルギー効率に優れ、CO2を排出しない革新的な金属シリコン製造方法が確立できると考えます。

詳細を見る

安全運転支援と歩道地図作成の両方を実現するモビリティ搭載モジュールの開発【用途例】コンピュータビジョン技術に基づいたセンシングは，安全運転支援分野や，歩道地図作成分野など，さまざまな用途で活用

日本では高齢化が進んでおり，2030年には約３割が高齢者となる社会に突入することが推計されています。また，近年の乗用車による危険運転を背景として，運転免許証の自主返納の動きが広がっています。免許返納後，地方では公共交通網が脆弱であるために生活機能維持が難しくなっています。そのため，後期高齢者を始めとした買い物弱者の自立的移動のためのモビリティ確保に向けた対策が求められています。

私は，電動車いすの利用において，運転時に危険・不安となる事象をあらかじめ検出し，それらを運転者に知らせる安全運転支援機能と，危険・不安事象を反映させた自動歩道地図作成機能を，コンピュータビジョン技術に基づいて実現しようと開発に取り組んでいます。

詳細を見る

ナノスケール生体ダイナミクスのその場精密計測法の実用化～液中試料のナノスケールの構造と動きを走査型電子顕微鏡で計測する～【用途例】ナノスケールの構造と動きを計測することで、各種研究開発の加速と、検査・診断の改善を可能にします

生命現象や機能性材料の重要な性質は、あらゆる力のオーダーが揃うために複雑な相互作用が生じる、ナノスケールダイナミクスから創発されます。実は、このナノスケールダイナミクスを計測する方法の欠如、著しい制約が、各種分野の研究開発のボトルネックとなっています。我々は、液中試料をそのまま電子顕微鏡で観察し、構造と動きを観察可能とすることで、このボトルネックを解消しました。具体的には、電子線透過性と変形性に優れたナノ薄膜を作成し、試料を覆うことで、ナノ薄膜が透明マントのように観察の邪魔をせず、液中状態を保ったままの試料のダイナミクス観察を可能とする方法を開発しました。作成した薄膜をDET膜(Deformable and Electron Transmissive Film)、この薄膜を用いた電子顕微鏡ライブイメージング法をDET膜法と命名しました。現在開発したDET膜は光透過性も高いため、同じ試料の分光計測等の光学顕微鏡計測も可能とします。我々は、このDET膜法の利用と改良を進め、「液中試料の電子顕微鏡ライブイメージング」という顕微鏡計測の新基準を打ち出そうとしています。

詳細を見る

学習・労働支援のための非接触センサビッグデータを用いた心的状態推定システムの開発【用途例】室内環境と心的状態との関係を解明することによって、よりよい作業環境を提供

メンタルヘルス対策、学習・労働の作業効率化、および人為的作業ミス対策として、ストレスや疲労感、快適感、感情的覚醒度などの人の心的状態の把握と環境改善が重要です。心的状態を推定する技術は、近い将来に向けて、自動車メーカ、医療メーカ、家電メーカ、さまざまな企業が注目している技術です。心的状態推定技術は、製品やサービスを利用する人の感情に応じて個別最適化するシステムやサービスへの応用が期待されており、新しい製品やサービスを生み出し、開発の在り方も変えるインパクトを持っています。

本研究では、労働環境・教育研究環境における心的状態の把握と改善に向けて、非接触型環境センサデータのみ用いて心的状態を推定するシステムの高度化（高精度化、汎用化、心的状態の時系列予測技術の開発）を目的とします。本研究において、実用化に向けた研究開発を進めることによって、メンタルヘルス対策、学習・労働の作業効率化、および人為的作業ミス対策だけではなく、個別最適化技術を用いたさまざまなサービスへの展開が可能となります。

詳細を見る

合成エラスチン：機能性ファイバー・ゲルを形成する人工タンパク質【用途例】安心で高品質なエラスチンを、
医療、化粧品、食品、次世代デバイス等、幅広い分野へ

生体組織に弾性・伸縮性を与えるエラスチンタンパク質は、コラーゲンやヒアルロン酸と並んで重要な細胞外マトリックス成分ですが、抽出法や化学合成法が確立されておらず、実利用・普及に至っていません。本研究開発では、自己集合してナノファイバーやハイドロゲルを形成し、エラスチンの機能を再現できるタンパク質・ペプチドの最小アミノ酸配列を探索し、その化学合成法を確立します。合成エラスチンが実現すれば、社会、産業においてエラスチンを利活用する道が拓かれ、機能性化粧品や食品、細胞培養基材、実験用モデル組織、人工血管、創傷治癒、ウェアラブルデバイス用素材等、多数の応用につながると期待されます。

詳細を見る

次世代CAE技術の開発による構造物の状態可視化・健全性予測のデジタルツイン技術の構築【用途例】高効率の構造シミュレーション技術を活用しデジタルツインシステムや実大構造物の予測

Society 5.0として注目されている技術では、AIとIoTによるセンサーを活用し現象を学習・予測しますが、センサーのない箇所までは対象にできません。機械やインフラなどの構造物には様々な力がはたらくため、IoT技術のみでは構造全体の状態の把握が難しくなります。また、AIの学習にも、センサーから得られる計測データを使用するため、長時間を要します。

この研究では、構造シミュレーション手法であるCAE技術を積極的に活用し、データ科学の手法と融合させることで、構造物の状態把握におけるセンサーと学習時間の問題の克服するデータ駆動型CAE技術の開発を目指します。しかし、従来のCAE技術を用いて構造物の予測するためには、大型コンピューターを用いた長時間の計算が必要になり、データ科学の手法で必要とされる膨大な数のシミュレーションを実行が難しくなります。そのため、この研究では、独自の高効率なシミュレーション技術である「理想化陽解法FEM」により、計算量の壁ともいえる問題を克服し、Society 5.0の技術に加えて物理現象のモデルを活用したSociety 5.1技術体系を構築します。

詳細を見る

希少細胞の１細胞分取技術の向上と、ハイドロゲル3Dプリントを利用した灌流マイクロ流路技術の構築【用途例】希少な細胞の１細胞分取とオルガノイド培養技術で、細胞機能評価、がん診断、創薬開発に貢献

雑多な中から特定の細胞を効率よく１個単位で分取する独自の細胞分取システム「レアセルソーター」の開発をしています。レアセルソーターは、直径18 µmのマイクロピラーアレイが施されたチップにサンプルを注入し、特定の細胞に対してサイズ・変形能の違いから篩分け，さらにそこから個別に細胞を分取する技術を備えています。本技術は、シンプルさゆえに低コスト化・高速化はさることながら、高純度かつ“生きたままの細胞”を処理産物として提供することが可能です。本研究では、当該１細胞分取技術の向上と、このように分取してきたプライマリー細胞をEx Vivoで培養アッセイする技術の確立を目指します。

詳細を見る

SEEDS

シーズを検索