研究紹介一覧

固体力学・材料分野

柳本 潤 HP:http://www.yanlab.iis.u-tokyo.ac.jp/

職名
教授
本務先
工学系研究科
担当分野
機械材料学
e-mail
yan@iis.u-tokyo.ac.jp

 素形材加工はダ・ビンチのスケッチに機械が現れるほど長く歴史がある加工技術である.中世の昔より手工業である「鍛冶」は社会を支え,1865 年幕府横須賀製鉄所に設置された3ton スチームハンマーは、マザーマシンとして日本の近代化を支えた(2013 年度機械遺産認定).鍛冶の技術に端を発する近代の素形材加工学は製造科学の根幹を形づくっており,製品は社会を支えている.
柳本研究室では,形状・表面・内部機能を同時付与する素形材加工,高次機能加工,塑性加工の基礎研究,基盤研究を行っている.現在,製造加工-材料に跨る以下のテーマに,修士課程学生9 名,博士課程学生6 名,特任研究員2 名・民間等共同研究員2 名のメンバーが取り組んでいる.いままでの成果は,162 件の原著論文・レビュー・著書,10 種類の特許,428 件の国内外講演論文等として公表している.

<研究分野と研究テーマの例>
  1. 変形加工の力学解析と圧延理論
  2. CFRP 薄板の成形加工と接合による超軽量構造の創製
  3. 航空機用素形材加工および耐熱合金の鍛造加工
  4. 超高速多段圧縮試験による材料組織変化の定量化(材料ゲノムの解読)

世界最高速の熱間圧縮降伏応力測定装置

吉川 暢宏 HP:http://www.young.iis.u-tokyo.ac.jp/

職名
教授
本務先
生産技術研究所
担当分野
マルチスケール固体力学
e-mail
yoshi@telu.iis.u-tokyo.ac.jp

 連続体力学の枠組みでは適切な強度評価が難しいと考えられてきた,炭素繊維強化複合材料(CFRP),生体材料など非均質性が支配的な材料に関して,メゾスケール有限要素シミュレーションを基軸とした方法論の適用可能性を検討している.

<研究テーマ>
  1. 燃料電池自動車用高圧水素容器の最適設計
    軽量化と強度信頼性を両立させる最適設計をメゾスケールパラメータ規準で探索するシミュレーション手法を開発している.
  2. CFRP 製ジェットエンジンの開発
    軽量高性能ジェットエンジンの開発をサポートするためマルチスケールシミュレーションによるCFRP ファンブレードの耐衝撃強度評価方法を開発している.
  3. 熱可塑性CFRP の成形シミュレーターの開発
    成形性の高さを活かし自動車や航空機の構造部品への適用が期待されている熱可塑性CFRP に関して,加熱/プレス成形後の形状および内部構造を高精度で予測するためのシミュレーションソフトウエアを開発している.

左:CFRP 製ジェットエンジンファンブレードのバードストライクシミュレーション

右:燃料電池自動車用CFRP 製超高圧水素容器のメゾスケール強度評価

泉 聡志 HP:http://www.fml.t.u-tokyo.ac.jp

職名
教授
本務先
工学系研究科
担当分野
計算材料科学
e-mail
izumi@fml.t.u-tokyo.ac.jp

 酒井・泉研究室では,材料力学・有限要素法・破壊力学・信頼性工学をベースに構造物の強度・信頼性に関する研究を幅広く行っている.メンテナンスへの応用が注目されているリスクベース工学,有限要素法・転位動力学・分子動力学を組み合わせたナノからマクロまでの材料強度のマルチスケールシミュレーション,マイクロ/マクロスケールの材料強度試験などが現在の研究分野である.これらの研究は基盤技術として,共同研究を通じ,航空/宇宙,半導体,MEMS,鉄道車両,発電所,化学プラント等に適用されている.

<研究テーマ>
  1. マルチスケールシミュレーション
  2. ボルト締結体のゆるみ機構の三次元有限要素法解析
  3. 薄膜の応力問題への分子動力学・有限要素法解析の応用

ボルトゆるみ機構三次元有限要素法解析

崔 埈豪 HP:https://sites.google.com/site/jhchoiut/

職名
准教授
本務先
工学系研究科
担当分野
固体薄膜,トライボロジー
e-mail
choi@mech.t.u-tokyo.ac.jp

 固体薄膜を用いた機械表面の改質・制御・デザインに関する研究を行っています.具体的には,炭素系薄膜による固体表面の超潤滑性発現,プラズマイオン注入法(PBII)を用いたダイヤモンドライクカーボン膜の三次元コーティング,炭素イオン注入によるグラフェン合成手法の開発,摩擦発電システムの開発などが挙げられます.

<研究テーマ>
  1. DLC(Diamond-Like Carbon)膜の三次元コーティングおよび評価技術の確立
  2. プラズマ手法を用いたナノカーボン材料の創生とそのトライボロジー特性に関する研究
  3. 固体薄膜の超潤滑性発現
  4. 摩擦発電システムの開発
  5. 固体表面の超撥水性

梅野 宜崇 HP:http://www.cmsm.iis.u-tokyo.ac.jp/

職名
准教授
本務先
生産技術研究所
担当分野
ナノ構造強度物性学
e-mail
umeno@iis.u-tokyo.ac.jp

 微小材料の機械的特性解明のための分子動力学解析,マルチスケール解析による材料の変形・破壊シミュレーション,第一原理計算によるひずみ‐ 物性のマルチフィジックス解析などを行っている.現在の主な研究テーマは,

  1. 第一原理計算による結晶材料の理想強度解析
  2. カーボンナノチューブの変形に関する原子・電子モデル解析
  3. ポリマーの変形・破壊のマルチスケール解析
  4. セラミックス耐環境コーティングの有限要素法解析
  5. パワー半導体デバイス材料の変形・破壊の分子動力学解析
  6. 固体酸化物形燃料電池(SOFC)燃料極の原子モデル解析

などである.

理想変形を受けるSiC 結晶の第一原理解析

波田野 明日可 HP:http://www.fml.t.u-tokyo.ac.jp/index-j.html

職名
講師
本務先
工学系研究科
担当分野
バイオメカニクス
e-mail
hatano@fml.t.u-tokyo.ac.jp

 有限要素法をベースとした生理・代謝・力学・電気現象のマルチフィジックス解析により生体現象をモデリングし,生体現象のメカニズムや形態と機能の関係性の解明を目指した研究をおこなっている.バイオ研究で解明されつつある膨大(だが断片的)な知見をシミュレーションにより統合することで,医療や製薬に貢献する知見を取り出すことを目指す.

<研究テーマ>
  1. 心筋細胞のマルチフィジックスシミュレーション
  2. 狭窄血管の流体構造連成解析
  3. アクチンとミオシンのモンテカルロシミュレーション

心筋細胞内構造を模擬した有限要素メッシュ(上)
横行小管欠損時のCa伝播と収縮の様子(下)

熱・流体分野

横野 泰之 HP:http://gmsi.t.u-tokyo.ac.jp

職名
教授
本務先
工学系研究科
担当分野
GMSIプログラム
e-mail
yokono@mech.t.u-tokyo.ac.jp

 電子機器やエネルギー機器に対して,設計のプロセスに応じた数値解析手法の適用を検討するとともに,統計手法によるロバスト設計や遺伝的アルゴリズムによる多目的最適化設計の適応を図っている.
 6sigma 手法により,研究開発課題を可視化しその解決を図っている.ここでの6sigma 手法は,製造段階における品質管理のみを意味するものではなく,経営課題解決や顧客要求から実験計画や最適化まで含んだ開発プロセス全般に及ぶものである.
 将来の産業界・学術界のリーダーとなる基礎素養・専門知識・リテラシー・コンピテンシーを兼ね備えた国際競争力の高い若手研究者を目標とした人材育成に取り組んでいる.

<研究テーマ>
  1. 電子機器,エネルギー機器に関する数値解析・統計手法・最適化技術の設計適応
  2. 6sigma による研究開発プロジェクト支援
  3. 次世代を牽引する人材の育成に関する企画・実践を通じた調査研究

パワー半導体の多目的最適化

加藤 千幸 HP:http://ckatolab.iis.u-tokyo.ac.jp/

職名
教授
本務先
生産技術研究所
担当分野
熱流体システム制御工学
e-mail
ckato@iis.u-tokyo.ac.jp

 本研究室では,スーパーコンピュータ京を駆使した大規模な数値シミュレーション手法とソフトウェアの研究開発,および,ターボ機械,自動車,船舶などを対象として,企業コンソーシアムプロジェクトや共同研究を介してその実用化を推進しています.また,乱流モデルやキャビテーションモデルに関する基礎研究や低騒音風洞を利用して非定常流れや発生する音に関する基礎研究も実施しています.

<主な研究テーマ>
  1. 大規模な数値シミュレーションの方法論とソフトウェア研究開発
  2. 乱流モデル,キャビテーションモデルなどの基礎研究
  3. 自動車の非定常空力解析,ターボ機械の非定常流動現象の解明
  4. 革新的クリーンエネルギーシステムの実用化
  5. マイクロガスタービンなどの動力エネルギー機器の研究開発

高効率風力発電システム構築のための大規模数値解析

丸山 茂夫 HP:http://www.photon.t.u-tokyo.ac.jp/~maruyama/index-j.html

職名
教授
本務先
工学系研究科
担当分野
分子熱工学
e-mail
maruyama@photon.t.u-tokyo.ac.jp

 単層カーボンナノチューブやグラフェンの生成メカニズムについて,CVD法(化学気相成長法)による合成実験と分子シミュレーションの両面から検討する.また,ナノチューブやグラフェンなどのナノスケール材料の驚異的な性質をマクロな新しいデバイス(太陽電池,燃料電池,透明導電膜,熱デバイス,光学素子,トランジスター,センサー)として活用し,低炭素社会の実現を目指す.

<研究テーマ>
  1. アルコールCVD 法によるグラフェンの合成制御と分光評価
  2. アルコールCVD 法による垂直配向単層カーボンナノチューブの合成
  3. 単層カーボンナノチューブのパターン合成
  4. 単層カーボンナノチューブを用いたによる太陽電池開発

カーボンナノチューブーペロブスカイト太陽電池

鈴木 雄二 HP:http://www.mesl.t.u-tokyo.ac.jp

職名
教授
本務先
工学系研究科
担当分野
熱流体工学
e-mail
ysuzuki@mesl.t.u-tokyo.ac.jp

 熱流体工学と新奇性の高いMEMS 製作技術を基盤として,携帯電子機器のための付加価値の高いマイクロ・エネルギーデバイスの創造,燃焼現象の解明,熱・物質輸送を伴う熱流体機器の最適設計・制御法の提案を行っている.

<研究テーマ>
  1. エレクトレットを用いたMEMS 環境振動発電デバイスの開発
  2. 近接場効果を用いた熱放射制御デバイスの開発
  3. 地熱発電のための高性能作動流体・熱交換器の開発
  4. マイクロ・ナノスケールの熱流動・伝熱の最適制御・最適設計
  5. レーザー計測とMEMS 技術の融合による,火炎と壁面の干渉における化学的消炎メカニズムの解明

MEMS 技術を用いたエレクトレット振動発電器

鹿園 直毅 HP:http://www.feslab.iis.u-tokyo.ac.jp/

職名
教授
本務先
生産技術研究所
担当分野
熱エネルギー工学
e-mail
shika@iis.u-tokyo.ac.jp

 本研究室では,持続可能な社会を実現するために欠かせない次世代エネルギー変換機器の研究を行っている.特に,800℃程度の高温で作動する固体酸化物形燃料電池(SOFC),低温度差の蒸気エンジンやヒートポンプシステムに関する研究を行っている.
 固体酸化物形燃料電池(SOFC)では,電極過電圧測定,集束イオンビーム走査型電子顕微鏡による3 次元微細構造の再構築,格子ボルツマン法やフェーズフィールド法による数値シミュレーション等を行っている.電極の活性や信頼性を向上させるために不可欠な情報である電極微細構造と電極性能の関連を,定量的に明らかにしている.

SOFC 燃料極の酸化物イオンポテンシャルおよび電流線

末永 和知 HP:https://staff.aist.go.jp/suenaga-kazu/

職名
教授
本務先
産業技術総合研究所
担当分野
ナノマテリアル,原子レベル計測
e-mail
suenaga-kazu@aist.go.jp

 材料の性質を原子レベルで理解するために,原子レベルイメージングを可能にする最先端透過型電子顕微鏡の開発と,それを用いたナノマテリアル物性評価の研究を進めている.とくに単原子感度をもつ元素分析法や単分子イメージング法などの手法開発にも取り組んでいる.

<研究テーマ>
  1. 最先端透過型電子顕微鏡の開発
  2. 低次元物質の光学特性および輸送特性測定
  3. 電子線エネルギー損失分光法による単分子・単原子分析技術
  4. ナノマテリアルの原子レベル欠陥構造解析

二次元グラフェン膜に固定されたCr 単原子とFe 単原子の電子顕微鏡像と構造モデル

高木 周 HP:http://www.fel.t.u-tokyo.ac.jp/takagi/takagi.html

職名
教授
本務先
工学系研究科
担当分野
流体工学
e-mail
takagi@mech.t.u-tokyo.ac.jp

 バイオ・医療応用から環境関連技術まで流体力学の関連する幅広いテーマで研究を行なっている.生命体をはじめとして,分子スケールから連続体スケールまで様々なスケールの現象が相互作用しながら全体像が決定される階層問題に対して,理論・数値計算・実験と様々な手法を用いて研究を行なっている.

<研究テーマ>
  1. 次世代スパコンによる人体のシミュレーション
  2. 気泡流のマルチスケール解析
  3. 超音波の医療応用

次世代スパコンにおける人体シミュレータの開発

赤松 史光 HP:http://www-combu.mech.eng.osaka-u.ac.jp/

職名
教授
本務先
大阪大学大学院工学研究科
担当分野
燃焼工学
e-mail
akamatsu@mech.eng.osaka-u.ac.jp

 私たちが利用しているエネルギーの約9割は化石燃料の燃焼により生み出されていますが,化石燃料の大量消費により,地球温暖化などの地球規模の環境問題が起こっています.当研究室では,これらの問題を解決するために,太陽光や風力等の再生可能エネルギーを用いて,化石燃料を代替するエネルギーキャリアのバリューチェインを社会実装するために,水素やアンモニアなどの直接燃焼利用に関する研究開発を推進しています.

<研究テーマ>
  1. 燃焼流の光学計測
  2. プラズマ支援燃焼による燃焼促進
  3. カーボンフリー燃料を用いた燃焼機器に関する研究

計測手法の開発と,それを用いた実験,現象を理解し予測するための数値シミュレーションによる燃焼現象の解明
アンモニアの燃料利用

白樫 了 HP:http://www.iis.u-tokyo.ac.jp/~aa21150/index.html

職名
教授
本務先
生産技術研究所
担当分野
相変化熱工学
e-mail
aa21150@iis.u-tokyo.ac.jp

 食物や生体内部の分子~細胞スケールの速度過程 (Biotransport) や相変化を含んだ熱物質輸送の解析・計測・制御を通して,バイオ (食・医療) またはエネルギーにかかわる以下の研究対象- 関連テーマに取り組んでいる.

<研究対象>
  • 食物,タンパク質や細胞等の“なまもの”材料や生命の劣化の機序と抑制法とは?(研究テーマ1, 2, 5)
  • マイクロチャネルをどの様に集積すると,高効率なエネルギー機器やバイオデバイスができるのか?(研究テーマ3, 4)
  • 粒子分散系,含水材料を対象とした誘電分光,赤外分光(研究テーマ2, 5)
<研究テーマ>
  1. 細胞膜輸送促進による耐凍結・乾燥保護物質の細胞内への導入
  2. ガラス化による臨床検体や検査用タンパク質の高品位常温乾燥保存法の設計と開発
  3. 高密度微細パターンニングしたマイクログルーブによる高解像度冷却に関する研究
  4. 小型熱デバイス(電子機器用の熱輸送・温度制御デバイス)
  5. 褐炭中の水分特性と低温酸化,固体高分子型燃料電池の電極ペーストの混練状態の評価等

大宮司 啓文 HP:http://www.thml.t.u-tokyo.ac.jp

職名
教授
本務先
工学系研究科
担当分野
エネルギーシステム工学
e-mail
daiguji@thml.t.u-tokyo.ac.jp

 熱流体工学を基礎として,エネルギーと環境の技術を研究している.特に,機能性材料をエネルギーシステムに適用し,エネルギー利用効率を高めることに取り組んでいる.デシカント空調システム,蓄熱システム,電池システムなどが研究の対象である.様々な機能性材料をエネルギーシステムに適用するためには,材料のスケールでエネルギー変換,輸送,貯蔵の基礎原理を理解することが必要であり,分子スケール,ナノスケールの熱・物質・電荷移動現象を主要な研究テーマとしている.また,中空マイクロカプセルなどマイクロスケールの機能性材料の設計・製作やマクロスケールのエネルギーシステムにおける熱流体的問題の解決にも取り組んでいる.

<研究テーマ>
  1. メソポーラスシリカのデシカント空調システムへの応用
  2. ナノ細孔内部における水の吸着・移動現象の解析と制御
  3. ナノ細孔内部のイオン移動に関する研究
  4. マイクロバブルを利用した中空マイクロカプセルの製造

メンポーラスシリカ細孔内部の水の吸着・移動現象

杉山 和靖 HP:http://www.fel.t.u-tokyo.ac.jp/

職名
教授
本務先
大阪大学大学院基礎工学研究科
担当分野
数値流体力学
e-mail
kazuyasu.sugiyama@me.es.osaka-u.ac.jp

 界面が関与する様々な流動現象を対象として,マルチスケール・マルチフィジックスの性質を考慮したモデル化や,超並列計算に適した数値解析手法の開発など,予測技術の整備を進めている.また,受動的・能動的機能の活用,制御の観点に立ち,応用を見据えた研究も行なっている.

<研究テーマ>
  1. 分散性混相流,キャビテーションの数値解析
  2. 流体・構造/ 膜連成解析
  3. 大規模数値シミュレーション

気泡流乱流の数値計算

東 隆 HP:http://www.fel.t.u-tokyo.ac.jp/

職名
教授
本務先
医学系研究科
担当分野
超音波医療工学
e-mail
azuma@fel.t.u-tokyo.ac.jp

 次世代の超音波診断及び治療技術の研究開発を行っている.超音波診断(イメージング)技術としては乳癌早期検出技術の実用化を目指している.また,高齢化社会への対応のため,より小型なシステムの開発を行い,病院内だけでなく家庭でも使用可能な在宅診断の実現を目指す.治療技術としては,集束超音波を用いた,癌を切らずに治す低侵襲治療や,薬剤の患部への送達率を向上するドラッグデリバリー技術の研究を行っている.

<研究テーマ>
  1. 超音波イメージング技術の研究開発
  2. 超音波治療システムの研究開発
  3. 超音波ドラッグデリバリーシステムの研究
  4. 在宅看護やヘルスケアのための超音波計測技術の開発

超音波CT とその撮像結果

塩見 淳一郎 HP:http://www.phonon.t.u-tokyo.ac.jp/

職名
教授
本務先
工学系研究科
担当分野
熱エネルギー工学
e-mail
shiomi@photon.t.u-tokyo.ac.jp

 天然資源から得られるエネルギーの多くは利用されずに熱として排熱されており,持続的社会の実現に向けてはこの排熱を輸送したり,蓄えたり,他のエネルギー形態(電気など)に変換したりして有効利用する技術が重要です.私達のグループでは,分子から連続体へのマルチスケールな視点から熱輸送,断熱,蓄熱,変換性能に優れたナノ構造材料を設計・開発する(フォノンエンジニアリング)を駆使して,熱エネルギーの有効利用へ貢献することを目指しています.また,同様の手法を用いて,界面を含む熱流動現象の研究も行っています.

<研究テーマ>
  1. ナノ構造材料の開発(熱伝導,断熱,熱電変換応用)
  2. マルチスケール解析/ 情報科学による材料設計/ 探索
  3. ナノスケールの分解能を有する熱計測技術の開発・応用
  4. ソフトマター(高分子や液晶など)材料の高熱機能化
  5. 固液界面の熱流動現象(濡れ,沸騰,凝縮)の制御

長谷川 洋介 HP:http://www.ysklab.iis.u-tokyo.ac.jp

職名
准教授
本務先
生産技術研究所
担当分野
界面輸送工学
e-mail
ysk@iis.u-tokyo.ac.jp

 通常の順問題では,与えられた条件下において,その結果として生じる現象や性能を予測する.一方,逆問題では,結果や性能が与えられた時に,その原因やより高い性能を得るための設計指針を明らかにする.本研究室では,熱流体現象における様々な逆問題に取り組んでいる.また,生産技術に関わるミクロな熱流体現象の解明,制御に関する研究も進めている.

<研究テーマ>
  1. 乱流輸送現象の最適制御
  2. エネルギー機器の複雑3次元形状の最適化
  3. 生体内血管網形成プロセスの血行学的解釈
  4. 移動ロボット群を用いた海底環境逆推定
  5. 塗布乾燥プロセスにおけるマイクロ粒子自己配列化

千足 昇平 HP:http://www.photon.t.u-tokyo.ac.jp/~chiashi/index.html

職名
准教授
本務先
工学系研究科
担当分野
分子熱工学
e-mail
chiashi@photon.t.u-tokyo.ac.jp

 カーボンナノチューブは直径が数nm,長さは数mm と非常に細長く,その構造に由来し多くの興味深い物理特性を示す.また,高い化学的安定性や機械強度も持つナノテクノロジーにおける中心的な材料の1 つである.カーボンナノチューブなどナノ材料を中心とし,ナノ材料自身の物性,ナノ材料と他の物質が形成する界面構造,ナノスケールでの物理・化学的現象等を理解し,ナノオーダーや分子レベルでのナノテクノロジー技術の開発・応用を目指していく.

<研究テーマ>
  1. カーボンナノチューブの合成技術開発およびその光学物性分析
  2. カーボンナノチューブと材料との界面構造の理解と物性評価
  3. カーボンナノチューブのエネルギー・電子デバイス応用

児玉 高志 HP:http://www.phonon.t.u-tokyo.ac.jp/

職名
准教授
本務先
工学系研究科
担当分野
熱エネルギー工学
e-mail
kodama@photon.t.u-tokyo.ac.jp

 シリコンナノワイヤやカーボンナノチューブといった微細加工技術や化学合成によって作り出されたナノ構造材料は,自然界に存在するバルク材料とは異なるユニークで多彩な固体伝熱特性を有しており,高性能の熱電変換素子や冷却材料,超断熱薄膜など様々な産業デバイスへの応用が期待されている.
 本研究では,ナノファブリケーション技術を駆使することで様々なナノ材料の熱伝導率計測用サスペンドデバイスを準備し,その伝熱特性を単一分子レベルで計測する.そしてそれらの伝導メカニズムを解明し,次世代材料の創製に貢献することを目指す.

<研究テーマ>
  1. 単一ナノ構造材料の伝熱特性や熱電変換能の解明
  2. 新しいナノ領域の熱伝導特性計測技術の開発
  3. 優れた熱伝導性を有した新規ナノ構造材料の創製と産業応用

伝熱特性計測デバイスのサスペンド構造

杵淵 郁也 HP:http://www.fel.t.u-tokyo.ac.jp/kine/ja/

職名
准教授
本務先
工学系研究科
担当分野
流体工学
e-mail
kine@fel.t.u-tokyo.ac.jp

 燃料電池やMEMS/NEMS 等のマイクロ・ナノデバイス内部では,流体を連続体として扱うことが妥当ではなくなり,分子論的な視点に立って現象を解析する必要がしばしば生じる.このような微細な領域における流動現象の理解と制御を目的として,界面近傍における現象の詳細な解析とマルチスケール解析手法の構築に取り組んでいる.

<研究テーマ>
  1. マイクロ気体流れ(希薄気体流れ)における気体分子-固体表面間相互作用の解析
  2. サブミクロンスケールの水滴凝縮の可視化計測および解析
  3. 固体高分子形燃料電池内のマイクロ・ナノスケール熱流動解析
  4. 分子シミュレーションの粗視化手法の構築
  5. 小型自励振動ヒートパイプ内の熱流動解析

固体表面における気体分子の散乱挙動の解析(分子線散乱実験)

内田 健一 HP:http://www.nims.go.jp/mmu/scg/index.html

職名
准教授
本務先
物質・材料研究機構
担当分野
スピントロニクス,スピンカロリトロニクス
e-mail
UCHIDA.Kenichi@nims.go.jp

 熱とスピントロニクスの融合研究領域「スピンカロリトロニクス」に関する研究を進めている。メインターゲットは磁性材料・スピントロニクス素子に特有の熱エネルギー制御機能を開拓することであり、これまでは磁気メモリや情報伝送・演算に限定されていたスピントロニクスの応用の候補をエネルギーデバイス技術にまで拡張することを目指している。

<研究テーマ>
  1. 磁性材料・スピントロニクスを用いた熱制御原理・技術の開拓
  2. スピン流-熱流-電流変換現象の基礎物理・熱電応用研究
  3. 様々なエネルギー源を用いたスピン流生成原理の開拓
  4. 磁気/電気/弾性熱量効果のハイスループット計測技術の開発

スピン流-熱流-電流変換現象

森本 賢一 HP:http://www.mesl.t.u-tokyo.ac.jp

職名
講師
本務先
工学系研究科
担当分野
熱流体工学
e-mail
morimoto@mesl.t.u-tokyo.ac.jp

 熱流体工学,マイクロマシン工学,数値解析・最適化手法を基盤とし,最適形状設計・最適制御に基づく高性能熱流体機器の開発に向けた研究を行っている.特に,現実的な工学応用を前提とした様々な熱流体プロセスに対し,理論的な設計・制御手法を構築し,新たな高性能機器の開発に貢献することを目指している.また,無線センサネットワークへの搭載を可能にする超低消費電力MEMS ガスセンサの開発を進めている.

<研究テーマ>
  1. 高性能乱流熱交換器の形状最適設計
  2. 地熱発電のためのコンパクト熱交換器の開発
  3. 新規ポリマーを用いた超低消費電力MEMS ガスセンサの開発
  4. 連成伝熱問題における形状最適化手法の開発

斜め波状壁を用いたプレート熱交換器

志賀 拓麿 HP:http://www.phonon.t.u-tokyo.ac.jp/

職名
講師
本務先
工学系研究科
担当分野
分子熱工学
e-mail
shiga@photon.t.u-tokyo.ac.jp

 高度な熱マネージメントのためには,高熱伝導や超断熱などの熱伝導特性,高効率エネルギー変換特性や熱整流など,革新的な熱機能を有する材料やデバイスの開発が求められています.我々はナノ・マイクロスケール熱伝導の理論や数値シミュレーションに基づいて熱輸送の素過程を明らかにし,熱機能材料やデバイスの創製に貢献することを目指しています.

<研究テーマ>
  1. フォノン・コヒーレンス制御
  2. マルチキャリア輸送解析法の開発
  3. 非結晶材の熱伝導メカニズムに基づいた熱機能設計

田 日 HP:http://www.photon.t.u-tokyo.ac.jp/index.html

職名
講師
本務先
工学系研究科
担当分野
光電変換科学,ナノ材料科学
e-mail
il.jeon@photon.t.u-tokyo.ac.jp

 炭素材料にはナノチューブ、グラフェン、フラーレンなどがあり、それぞれ太陽電池素子内の電極 あるいは有機半導体材料として使われる特長的な性質を持っている。この材料の誘導体を合成・開発し、環境にやさしい炭素材料を適用した次世代再生エネルギー素子の新機能を活かした高性能化を実現する研究に従事している。太陽電池開発には様々な分野の複合的な技術が要求されるが、企業での経験で培った視野に基き、産官学との共同研究を国際的に行いながら,有機化学から 応用物理,電子工学に跨がる研究を展開している。

<研究テーマ>
  1. 機能性新規炭素同素体開発(Carbon nanotube・Fullerene・Graphene)
  2. 炭素同素体の薄膜太陽電池での応用(Perovskite・Organic・Silicon)
  3. 太陽電池の信頼性・安定性・機械的特性の向上

透明電極にカーボンナノチューブとグラフェンを適用したペロブスカイト太陽電池

機力・制御分野

金子 成彦 HP:http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/knock/

職名
教授
本務先
工学系研究科
担当分野
システムズメカニクス,小型分散エネルギーシステム
e-mail
kaneko@mech.t.u-tokyo.ac.jp
  • 各種機械,システム,人体における動的問題の制御,振動,騒音に関する研究を行っている.目下の研究対象は大きく分けて,エネルギー変換システムと交通系システムの2つである.エネルギー変換システム系の研究としては,マイクログリッドでの使用を想定したバイオマス燃料を用いるマイクロガスタービンやガスエンジンの研究や運転制御・遠隔監視システムの開発研究を行っている.最近,需給制御の研究を開始したところである.
  • 交通系の研究では,自動車用シートに設置した非侵襲センサーにより生体信号の計測,処理を行い,眠りの予兆信号を検出し,居眠り運転事故防止につながる技術に関する研究やEV 車の接近を歩行者に知らせる技術や道路環境騒音低減技術に関する研究も行っている.
  • さらに,学部3年生や修士1年生を対象に,社会で発生している実際の問題を題材に問題設定・解決能力を養う問題設定型教育(PBL: Project Based Learning)を実施し,学生自動車安全コンテストに参加している.

マイクロガスタービン燃焼器

須田 義大 HP:http://www.nozomi.iis.u-tokyo.ac.jp

職名
教授
本務先
生産技術研究所
担当分野
制御動力学
e-mail
suda@iis.u-tokyo.ac.jp

 サステイナブル・モビリティの実現のために,マルチボディダイナミクス,先進制御工学,生態心理学を用いた以下の研究に取り組んでいる.

  1. マルチボディダイナミクスによる鉄道車両,自動車,自転車の運動解析
  2. 自己操舵台車,独立回転車輪パワーステアリング台車の開発
  3. 自動車用電磁サスペンションの開発
  4. ドライビングシミュレータとドライバ特性の研究
  5. ITS(高度道路交通システム)の研究
  6. 車輪とレール,タイヤと路面の接触力学
  7. セルフパワードアクティブ動揺制御の船舶・車両への応用
  8. 人間・車両・インフラ系における異常検知に関する研究
  9. パーソナルモビリティ・ビークルの研究
  10. 車載フライホイールシステムに関する研究
  11. 省エネルギー交通システム
  12. 快適性の評価

ドライビングシミュレータ

中野 公彦 HP:http://www.knakanolab.iis.u-tokyo.ac.jp/

職名
准教授
本務先
生産技術研究所
担当分野
機械生体システム制御工学
e-mail
knakano@iis.u-tokyo.ac.jp

 本務先の情報学環以外にも,生産技術研究所先進モビリティ研究センターにも所属し,振動工学,制御工学および信号処理を基盤として,主にITS(Intelligent Transport System),モビリティ(車両・交通)に関する研究を行っている.

<研究テーマ>
  1. ドライビングシミュレータを活用したヒューマンファクタ研究
  2. 生体信号計測を通じた運転者の状態推定
  3. 力覚支援操舵制御
  4. 白質病変をもつ高齢者の運転能力評価
  5. 振動からエネルギを発電することによってエネルギを使わずに制御を行うことができるセルフパワード・アクティブ振動制御
  6. モデルが未知のままで混在した信号を分離することができる独立成分分析法を用いた車両への入力振動の推定
  7. ITS(Intelligent Transportation System)技術の鉄道への展開

独立成分分析法の研究に用いた鉄道台車

山崎 由大 HP:http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/knock/

職名
准教授
本務先
工学系研究科
担当分野
動力エネルギーシステム工学
e-mail
yudai_y@fiv.t.u-tokyo.ac.jp

 動力エネルギーシステムを対象に,燃焼の化学反応といったミクロな現象の理解をシステム制御といったマクロな対象にシームレスにつなげる研究を行っている.具体的には,化学反応依存性の高い次世代乗用車用エンジンの革新的燃焼制御手法の開発,燃料多様性を有するエンジン制御アルゴリズムの開発,バイオマス資源を高効率利用できる燃焼技術に関する研究,また,分散型エネルギーシステム内の自然エネルギーの変動補償に関する研究を行っている.

<研究テーマ>
  1. 革新的燃焼制御
  2. エンジンダイナミクスモデル
  3. 燃料多様性を有するエンジンシステム開発
  4. バイオマスの高効率利用

エンジンベンチ

山川 雄司 HP:http://www.hfr.iis.u-tokyo.ac.jp/index-j.html

職名
講師
本務先
情報学環・学際情報学府,生産技術研究所(兼務)
担当分野
高速柔軟ロボティクス
e-mail
y-ymkw@iis.u-tokyo.ac.jp

 高速ビジョンを中心として各種センサをネットワーク上に接続し,センサネットワークシステムを構築することにより実世界を高速かつ包括的に認識するとともに,ロボットへリアルタイムにフィードバックし,実世界との動的なインタラクションを実現する高速知能システムの開発を目指しています.

<研究テーマ>
  • 高速ロボットシステム
  • 人間ロボット協調
  • 柔軟物の動的操り
  • 高速ロボットマニピュレーション
  • ビジョンセンサネットワーク

勝率100%じゃんけんロボット

設計・生産分野

光石 衛 HP:http://www.nml.t.u-tokyo.ac.jp/index.php

職名
教授
本務先
工学系研究科
担当分野
医療用ロボティクス・生産工学
e-mail
mamoru@nml.t.u-tokyo.ac.jp

 最先端の生産技術を構築することと,それを最先端の種々の分野に適用することを目的とする.研究テーマは,1. 医療・生命,2. 生産加工,3. 光計測の3 つの分野に分けられる.

  1. 医療・生命…低侵襲腹腔鏡下手術,最小侵襲人工膝関節置換術,深部脳神経
    外科手術などを対象に,安全かつ正確に,さらには遠隔地から手術支援を行うロボティック・システムの開発を行っている.
  2. 生産加工……生産技術を医療分野に応用するバイオマニュファクチャリング分野の研究を行っている.
  3. 光計測………超平滑面や均質レンズを製作する上での基礎となる表面形状や内部境界面,屈折率分布の精密光計測法や干渉計測法の研究を行っている.

脳神経外科・眼科手術支援システム

中尾 政之 HP:http://www.hnl.t.u-tokyo.ac.jp/

職名
教授
本務先
工学系研究科
担当分野
ナノ・マイクロ加工,創造設計学
e-mail
nakao@hnl.t.u-tokyo.ac.jp

 ナノデバイスから大型建設機械までを対象に,微細加工技術と創造設計手法とを用いて,新たな機械を開発している.設計する時は,まず要求機能の抽出が不可欠なため,医者やバイオ研究者,企業のエンジニアと一緒に機能分析することから始め,最後も一緒にプロトタイプを評価している.

<研究分野>

生産技術,ナノ材料・ナノ加工,光学素子,情報機器,微細転写技術,創造学,失敗学

<研究テーマ>
  1. ナノ材料の生成制御技術およびデバイス開発
  2. 仮説立証を完結する機械設計論の実践
  3. リスクやチャンスを違和感として検出する設計手法の開発
  4. 鋳造から鍛造、切削、溶接、組立までの各種の生産技術の開発
  5. µm オーダの射出成形転写技術の開発
  6. シート供給式薄膜多重転写方法の開発

タングステンナノワイヤ

臼杵 年

職名
教授
本務先
生産技術研究所
担当分野
先進機械加工学,品質工学,材料工学,工具開発,加工技術開発
e-mail
usuki@iis.u-tokyo.ac.jp

 難削材料の切削加工および工具開発をテーマとした研究を行っています.本研究室では,凝着現象に着目し,各種材料を切削加工した時に高能率・高精度加工可能な次世代加工技術について,主に冷却法としてグラフェンの活用,超高圧クーラントや凝着を低減するためのヒートブロー加工法,省エネのための高潤滑面創製などの研究を行っています.

<研究テーマ>
  1. グラフェンを活用した高熱伝導工具の開発
  2. 凝着機構と凝着損傷抑制のためのヒートブロー加工法
  3. タイリング加工による高潤滑面の創製
  4. 超高圧クーラント加工の基礎研究
  5. チタン合金の組織による被削性への影響

Ti-6Al-4VおよびInconel718切削時のコーティング膜の損傷モデル

山中 俊治 HP:http://www.design-lab.iis.u-tokyo.ac.jp

職名
教授
本務先
生産技術研究所
担当分野
デザインエンジニアリング
e-mail
design-lab@iis.u-tokyo.ac.jp

 自然科学の作法と芸術の方法を統合した「デザイン」の実践とプロトタイピング.デザインが導入されていない領域のプロトタイプを制作,展示し,未来の人工物のありかたを実践的に研究しています.

<研究テーマ>
  1. 先端研究の夢を社会に伝えるアウトリーチ活動としてのプロトタイピング
  2. Additive Manufacturing(3D プリンティング)を核とした新しいデザイン手法の探求
  3. バイオライクネス(生き物らしさの認知ファクター)の抽出とそれを応用したロボティクスの展開
  4. レアメタル革命後の未来を描くスペキュラティブデザイン
  5. パラリンピック・アスリートのための美しい義足の開発

村上 存 HP:http://www.design.t.u-tokyo.ac.jp/

職名
教授
本務先
工学系研究科
担当分野
設計工学
e-mail
murakami@mail.design.t.u-tokyo.ac.jp

 産業システムを構成する人材としての設計者が創造性を発揮して優れた設計を行ない(design by human),ユーザのニーズに対応した新たな価値を提供する製品を創造する(design for human)ための,設計工学,ヒューマンウェア(humanware)工学の研究,教育を行なっている.

<研究テーマ>
  1. 物理量次元インデクシングを用いた設計知識マネジメント
  2. 明度差ディザ近似によるカラー・ユニバーサルデザイン
  3. 設計者とユーザの差異に注目した安全・ユーザビリティ設計
  4. 工学的アプローチによるデザイン・イノベーションに関する研究
  5. 内部動画解析法によるユーザビリティ設計技術

内部動画解析法による製品ユーザビリティ評価技術

杉田 直彦 HP:http://www.mfg.t.u-tokyo.ac.jp/

職名
教授
本務先
工学系研究科
担当分野
生産加工学,工作機械
e-mail
sugi@mfg.t.u-tokyo.ac.jp

 最先端の生産加工・工作機械技術,および,生産技術の医療分野への応用を目的とする.例えば,難削材の高精度・高効率の加工技術を対象として,レーザ加工と同時に切削加工を行うレーザ援用切削加工を提案している.また,工作機械の高精度化・省エネルギー化を目的として,CFRP などの複合材料を用いた工作機械構造体を提案している. 医療応用としては,生体組織の加工における現象をマイクロ・ナノレベルで解析し,骨切除を対象とした生体適合型加工の研究を行っている.

<研究テーマ>
  1. Hybrid process による新しい切削加工
  2. 新構造材料を用いた工作機械
  3. カスタムメイド医療のための加工デバイス

レーザ援用切削加工

ドロネー・ジャンジャック HP:http://scale.t.u-tokyo.ac.jp/

職名
准教授
本務先
工学系研究科
担当分野
ナノ材料,計測・センサ工学
e-mail
jean@mech.t.u-tokyo.ac.jp

 ナノテクノロジーの研究を行っている.具体的には,ナノ・マイクロ構造体の特殊な性質を用いた,半導体ナノワイヤー架橋による光センサーや,半導体ナノロッドによる水素の生成,金属サブ波長穴配列による光学ガスセンサーといった課題を扱い,環境・エネルギー分野への貢献を目指している.

金属サブ波長穴配列光学素子

土屋 健介 HP:http://cossack.iis.u-tokyo.ac.jp/top-j.html

職名
准教授
本務先
生産技術研究所
担当分野
応用微細加工学
e-mail
tsu@iis.u-tokyo.ac.jp

 本研究室では,微細形状を創成する加工技術や,高精度の精密加工技術,顕微鏡下でのマイクロマニピュレーション技術,およびそれらを利用したマイクロデバイスの開発を行っている.

<研究分野>

微細加工,超精密加工,微細組立

<現在注力している研究テーマ>
  1. 顕微鏡下のマイクロアセンブリ
  2. 微小構造体の疲労特性の解明
  3. 大面積微細形状の射出成形技術
  4. 複合めっきによる微細形状生成技術
  5. 粉体・流体の立体混合技術の開発
  6. 長寿命スパイラル砥石
  7. ガラス研磨メカニズムの解明
  8. 航空機の組立・修理技術

微細構造物の疲労試験の試験体

荒田 純平 HP:http://system.mech.kyushu-u.ac.jp/jp/index.html

職名
准教授
本務先
九州大学大学院工学研究院機械工学部門
担当分野
-
e-mail
jumpei@mech.kyushu-u.ac.jp

 ロボット工学を医療・福祉へ応用するための研究開発に取り組んでいる.ロボット工学を人間,生活を対象とする場へ応用するときには,従来の産業技術を超えた新たな工夫を必要とする.具体例として,柔軟物を機構に介在させることで安全かつ柔軟に動作を支援する装着型ロボット,医師があたかも自身の指先のように巧みにあやつり繊細な手術を行うロボットなどの研究開発を行っている.

<研究テーマ>
  1. 柔軟メカニズムによる小型・軽量・安価な手指運動支援装置
  2. 多感覚錯覚の導入による直感的操作を実現する微細手術支援装置
  3. 柔軟物を機構に介在する内視鏡下手術ロボット
  4. ブレイン・マシン・インターフェイスによるリハビリロボット制御
  5. 力触覚提示装置の開発

ばねを複合的に応用した手指装着型装置は,装着部210g でありながら筋電位をもとに五指の屈曲伸展運動を支援する

柳澤 秀吉 HP:http://www.design.t.u-tokyo.ac.jp

職名
准教授
本務先
工学系研究科
担当分野
設計工学,感性設計学
e-mail
hide@mech.t.u-tokyo.ac.jp

 人間の感覚や感情を考慮した製品設計のための「感性設計学」の研究を行っている.感性設計学では,機械工学で扱う物理現象(光,音,振動,材料,動き,流れ,熱など)と,それらに対する感性(知覚,意味,感情など)の間にある法則性を見いだし,感性を要件とした設計を可能とする新しい理論,方法論,支援技術の開発を目指している.また,異なる分野の専門家,たとえば,デザイナ,脳科学者などと連携して研究を進めている.
 設計(広義のデザイン)とは,要素技術の知識を統合し,ユーザに対する物理的・ 精神的な機能を実現する行為である.設計を研究するには,理論や方法論を産業界の実問題に適用して検証しフィードバックを得る循環が必要である.このため,企業との共同研究や実践的デザインワークショップ等にも積極的に取り組んでいる.

<研究テーマ>
  1. モデルベース感性設計のための感性データベースの研究開発
  2. 期待効果を用いたUX デザイン
  3. 製品音の感性設計
  4. 脳波を用いた時系列感性評価法
  5. リスク感のモデル化と自動運転への応用

連想イメージにもとづく配色生成

長藤 圭介 HP:http://www.hnl.t.u-tokyo.ac.jp/

職名
准教授
本務先
工学系研究科
担当分野
生産技術,ナノ材料加工学
e-mail
nagato@hnl.t.u-tokyo.ac.jp

 製造業に欠かせない創造的生産技術に関する研究を,ナノ・マイクロ加工の視点で幅広く行っている.エネルギーデバイスや光学素子など,大面積微細構造を制御して加工することで,新しい機能が発現されることがある.このような新機能と高効率生産が両立できる手法を目指している.

<研究テーマ>
  1. レーザを用いた微細構造のローラ高速転写およびフレキシブルデバイスの開発
  2. 固体酸化物形燃料電池の電極の制御加工
  3. 射出圧縮成形を用いたナノ構造の転写とおよびバイオデバイスの開発
  4. 金属塑性加工を用いた高効率伝熱面の開発

大面積微細構造のためのローラ成形装置

古島 剛 HP:http://www.furulab.iis.u-tokyo.ac.jp/

職名
准教授
本務先
生産技術研究所
担当分野
変形加工学,先進塑性加工,マイクロ加工学
e-mail
tsuyoful@iis.u-tokyo.ac.jp

 ものづくりの基盤技術である塑性加工・塑性工学に関連する“材料の変形”をテーマにした変形加工学に関する研究を行っている.本研究室では,金属から非金属材料等,様々な材料の永久変形に着目し,主に金属材料を中心にプレス成形,チューブフォーミング,材料モデリング,また金型を使わない塑性加工技術であるダイレスフォーミングやマイクロ塑性加工に関する研究開発とその応用について,マイクロからマクロに至る寸法横断的な実験および理論研究を行っている.

<研究テーマ>
  1. 医療・電子機器部品を対象にした微細精密プレス成形
  2. 結晶粒や表面粗さを考慮したメゾスケール材料モデルの構築
  3. ダイレスフォーミングによるマイクロチューブの創製
  4. 生体吸収性マグネシウム合金管の細管化と結晶組織制御
  5. 塑性変形特性の完全非接触計測手法の開発
  6. 非金属材料の塑性加工

ダイレス引抜きによって創製したマイクロチューブ

米谷 玲皇 HP:http://www.nanome.t.u-tokyo.ac.jp/

職名
准教授
本務先
工学系研究科
担当分野
ナノメカニクス,ナノ加工・計測学
e-mail
kometani@mech.t.u-tokyo.ac.jp

 当研究室では,微細化に伴い発現するナノメカニカル構造体の新しい物性を発掘・機能化し,これを超高感度振動子センサ等のNanoelectromechanical Systems(NEMS)へ応用するナノメカニクス研究を行なっている.具体的には,イオンビーム,電子ビームを利用した3 次元微細加工技術,並びに振動計測技術を取り扱っている.これを用いてナノ構造を創製・機能化することにより,ナノメカニカル構造体のNEMS デバイス応用に関する研究を進めている.

<研究分野>

ナノ・マイクロ加工技術,荷電粒子ビーム応用加工学,材料科学,ナノ計測工学,ナノメカニクス,Nanoelectromechanical Systems (NEMS)

<研究テーマ>
  1. 集束イオンビーム,電子ビームを用いた3次元ナノ構造形成技術
  2. 電子ビーム,原子間力顕微鏡を利用した振動計測技術
  3. ナノ振動構造体の物性解明・性能向上・特性制御に関する研究
  4. ナノ構造・ナノ材料の機能化とナノデバイス応用

集束イオンビーム技術で作製した3 次元メカニカル構造体

上田 一貴 HP:http://www.hnl.t.u-tokyo.ac.jp

職名
講師
本務先
工学系研究科
担当分野
認知神経科学
e-mail
ueda@design-i.t.u-tokyo.ac.jp

 認知科学,神経科学を基盤とした製品のユーザビリティ評価や,デザインの感性評価などを行い,基礎科学の知見や手法を製品開発の実践の場に適用している.モノに対する感覚や身体性,認知や感情などの様々なユーザ特性を考慮して,認知心理学的な実験制御と神経科学的な測定ツール(脳波,fMRI など)を用いてデザインを評価し,新たな価値・技術を創造することを目指している.

<研究テーマ>
  1. 脳機能計測を用いた製品の魅力評価メカニズムの解明
  2. 創造的思考に関わる認知神経メカニズムの解明と発想支援技術
  3. 高齢者の感覚特性,認知特性を考慮したICT 機器の開発
  4. 視聴覚障害者の残存感覚機能を活用した支援機器の開発

製品に対する選好評価に関わる脳内プロセス

長 隆之 HP:https://takaosa.github.io/

職名
講師
本務先
工学系研究科
担当分野
ロボット・マニピュレーション、強化学習
e-mail
osa@mfg.t.u-tokyo.ac.jp

 動作計画や制御を中心としたロボティクスの研究トピックに対し、データから学習する強化学習や模倣学習などのアプローチから取り組んでいる.研究を通して,実世界における人や物体とのインタラクションから効率よく技術を学習するシステムの開発を目指している.研究成果をもとに,工場における生産システム,ロボット手術システムなどの自動化・省人化へ向けた応用を行っている.

<研究テーマ>
  1. マニピュレーションのための動作計画
  2. 階層強化学習
  3. 生産加工システムのパラメータ最適化
  4. 人からのフィードバックによる動作の学習

強化学習による把持の学習

バイオ分野

鷲津 正夫 HP:http://www.washizu.t.u-tokyo.ac.jp/

職名
教授
本務先
工学系研究科バイオエンジニアリング専攻
担当分野
バイオナノテクノロジー
e-mail
washizu@washizu.t.u-tokyo.ac.jp

 マイクロマシン工学のバイオテクノロジーへの応用を中心テーマとし, DNA・細胞・ジャイアントベシクルのハンドリング,分子操作に基づく遺伝子工学,マイクロ生化学分析システム,分子機械等の研究を行っている.小穴准教授と共同で研究室を運営.

<研究分野>

バイオナノテクノロジー・マイクロマシン工学・応用静電気工学・バイオエンジニアリング・ソフトマター物理・分析化学

<研究テーマ例>
  1. オンチップ・細胞融合デバイス開発と再生医療等への応用
  2. オンチップ・エレクトロポレーションと細胞応答解析への応用
  3. 微細構造を持つ基板上における細胞の分化制御/機能制御
  4. 酵素/ DNA 相互作用に関するナノバイオロジー
  5. 染色体/ DNA の個別操作技術開発とその遺伝子解析への応用
  6. ジャイアントベシクル形成マイクロ流体デバイス開発とその応用

オンチップ・細胞融合デバイスの断面模式図(上図)と,融合された細胞(下図).電場印可後に緑色と赤色の色素が上下の細胞内全体に行き渡ったことで融合を確認.

牛田 多加志 HP:http://www.tissue.t.u-tokyo.ac.jp

職名
教授
本務先
工学系研究科
担当分野
バイオメカニクス
e-mail
ushida@mech.t.u-tokyo.ac.jp

 細胞レベルでのバイオメカニクスに関する研究を進めている.具体的には,さまざまな物理刺激(圧縮・引張応力,ずり応力,静水圧など)を細胞に負荷し,細胞内イメージングや遺伝子発現解析などの方法を用いて,細胞が物理刺激にどのように応答するかの解析,なぜ物理刺激に応答するかのメカニズムの解明を進めている.

<研究テーマ>
  1. 引張応力負荷下での細胞内シグナルのリアルタイムイメージング
  2. 静水圧負荷による軟骨細胞の分化コントロール技術
  3. 物理刺激によるES 細胞,iPS 細胞,骨髄幹細胞の分化コントロール技術

大島 まり HP:http://www.oshimalab.iis.u-tokyo.ac.jp/japanese/

職名
教授
本務先
情報学環・学際情報学府,生産技術研究所(兼務)
担当分野
生体流体工学
e-mail
marie@iis.u-tokyo.ac.jp

 脳動脈瘤や動脈硬化などの循環器系疾患のメカニズムを解明するために,数値シミュレーションと実験の両側面から研究を行っている.シミュレーションにおいては,医用計測とシミュレーションの同化を図ることで,血管内治療の手術計画に向けた予測医療のための支援システムを開発している.また,シミュレーションの研究を通して,多角的な視点から血管病変のメカニズム解明に取り組んでいる.一方,血液診断チップなどのマイクロスケールでの混相流れの流動現象の解明のため,共焦点マイクロPIV(粒子画像流速測定法)装置や最新の3次元計測法を開発して定量的な計測を行っている.

<研究テーマ>
  1. 医用画像に基づく全身循環を考慮した循環器系統合シミュレーションシステムの開発
  2. 予測医療に向けた医用画像からの3次元血管形状モデリングと可視化手法の開発
  3. 血管内治療のための連成解析手法の開発
  4. 共焦点Micro-PIVおよびデジタルホログラフィ顕微鏡によるマイクロスケール流れの可視化計測

全身循環シミュレーションを用いた脳血管網血流分配の術前術後予測と可視化システム

佐藤 文俊 HP:http://www.satolab.iis.u-tokyo.ac.jp

職名
教授
本務先
生産技術研究所
担当分野
計算生体分子科学
e-mail
satofumi@iis.u-tokyo.ac.jp

 タンパク質は生理温度というわずかなエネルギーで働く生体分子機械である.その機能を解析するためには,kcal/mol の精度が要求される.本研究室では,密度汎関数法によるタンパク質の精密な全電子計算を実現し,タンパク質の機能を理論的に解析するProteinDF システムを構築している.最先端のスーパーコンピュータで動作するコードが開発され,100 種類を超えるタンパク質全電子計算を達成している.新しいバイオものづくりの基盤構築に向けて,システムを発展させており,創薬や酵素設計などの応用計算に取り組んでいる.

<研究テーマ>
  1. 密度汎関数法によるタンパク質全電子波動関数計算
  2. 構造最適化,分子動力学,活性化エネルギー,自由エネルギー計算
  3. 分子分光学的物理量・電子励起・長距離電子移動計算
  4. タンパク質波動関数データベースの構築・配信
  5. シミュレーションを支援し,物性を評価・解析できる高品位GUI
  6. 創薬・酵素設計

シトクロムc の分子軌道

古川 克子 HP:http://www.tissue.t.u-tokyo.ac.jp

職名
准教授
本務先
工学系研究科バイオエンジニアリング専攻
担当分野
再生医工学
e-mail
furukawa@mech.t.u-tokyo.ac.jp

 血管・骨・軟骨構築に関する研究を,メカノバイオエンジニアリングの視点で幅広く進めている.機械刺激による分化制御技術,3 次元構造体のデザイン設計技術,再生・人工臓器構築化技術,生体内の動的な血流環境下における血液細胞のリアルタイムイメージング技術などの要素技術の開発と,要素技術を複合化させて完成させた移植可能な再生臓器の開発を進めている.

<研究テーマ>
  1. 3 次元光造形技術による再生臓器構造体の設計・開発
  2. 力学特性を制御したマテリアルの創製
  3. 再生血管のための細胞培養担体の三次元造形技術の開発
  4. 機械的刺激による幹細胞の臓器形成制御技術の開発
  5. 機械刺激による再生血管・再生軟骨の生体外構築
  6. 3 次元ネットワーク網を有する臓器設計
  7. 血管内血流シミュレータの開発と血液適合性材料の設計開発指針の探索

再生骨の内部構造制御

小穴 英廣 HP:http://www.washizu.t.u-tokyo.ac.jp/

職名
准教授
本務先
工学系研究科
担当分野
バイオナノテクノロジー
e-mail
oana@mech.t.u-tokyo.ac.jp

 マイクロマシン工学のバイオテクノロジーへの応用を中心テーマとし,DNA・細胞・ジャイアントベシクルのハンドリング,分子操作に基づく遺伝子工学,マイクロ生化学分析システム,分子機械等の研究を行っている.鷲津教授と共同で研究室を運営.

<研究分野>

バイオナノテクノロジー・マイクロマシン工学・応用静電気工学・バイオエンジニアリング・ソフトマター物理・分析化学

<研究テーマ>
  1. オンチップ・細胞融合デバイス開発と再生医療等への応用
  2. オンチップ・エレクトロポレーションと細胞応答解析への応用
  3. 微細構造を持つ基板上における細胞の分化制御/機能制御
  4. 酵素/ DNA 相互作用に関するナノバイオロジー
  5. 染色体/ DNA の個別操作技術開発とその遺伝子解析への応用
  6. ジャイアントベシクル形成マイクロ流体デバイス開発とその応用

マイクロ流体デバイス中における個々の細胞からの染色体取り出しと形態制御

原田 香奈子 HP:http://www.nml.t.u-tokyo.ac.jp/

職名
准教授
本務先
工学系研究科バイオエンジニアリング専攻
担当分野
医療用ロボティクス
e-mail
kanako@nml.t.u-tokyo.ac.jp

 革新的な医用デバイス・システムを開発して臨床に応用するためには,医療現場でのニーズを正確に把握することと,医療機器承認プロセスを考慮したうえで機器の有効性と安全性を評価することが求められる.本研究では,工学支援により医師の技能や手術環境を定量的に評価し,医療機器開発の指標とする.また,手術手技評価結果に基づいた手術トレーニング手法や手術ロボティックデバイス・システムの研究を行い,その有効性と安全性を評価する手法を確立する.

<研究テーマ>
  1. 手術手技の定量的評価手法の研究
  2. 手術環境適量的評価手法の研究
  3. 手技評価及びトレーニング用患者精密モデルの開発
  4. 手術ロボティックデバイス・システムの開発
  5. 手術ロボティックデバイス・システムの評価手法の研究

眼科手術用ロボット

モンターニュ ケヴィン HP:http://www.tissue.t.u-tokyo.ac.jp

職名
講師
本務先
工学系研究科
担当分野
GMSIプログラム
e-mail
kevin@biomed.t.u-tokyo.ac.jp

 生体内において物理刺激が様々な組織の分化や機能に対して不可欠だと分かっており,本研究室では細胞レベルでさまざまな物理刺激(圧縮,静水圧)の反応メカニズムを検討している.具体的には,細胞に刺激を負荷し,遺伝子やタンパク発現解析などの方法を用いて,細胞のメカノセンサーの解明と,適切な物理刺激を用いて再生軟骨の開発を進めている.

<研究テーマ>
  1. 静水圧負荷による軟骨細胞の反応メカニズムの検討
  2. 物理刺激による細胞のカルシウムのリアルタイムイメージング
  3. 酸素放出する材料を用いて厚い人工組織の開発
  4. DNA を用いた化学反応ネットワークの開発

静水圧力下で細胞膜の流動性のリアルタイムイメージング