展示テーマ

走査型プローブ顕微鏡を用いると、物質をナノスケールで観察することができます。当研究室では触媒、ガス吸着剤、フィラーなど工業利用が期待されるナノ粒子や薄膜などの構造や性質を探求しています。構造を明らかにしたい材料をお持ちの方、プローブ顕微鏡がどういうものか知りたい方、ぜひお立ち寄りください。

目視検査の作業設計や作業改善では、製品や欠点などの対象、それを照らす照明などの環境、作業者の特性や見方、訓練方法を正しく評価し、検査作業の支援体制を構築することが重要です。本ブースでは、我々が目指しているあるべき姿について実際の事例を用いて説明します。

生産現場における安全の確保は、重要な経営課題のひとつであり、作業者が働きやすい環境を作る必要があります。しかし、実際にはムリな作業姿勢・重量物の運搬に伴う作業負担（健康障害）が生じています。本ブースでは、作業負担を定量的に測定する技術とそれらを作業改善につなげる方法を実際の事例を用いて説明します。

組立作業における部品の取付け間違い、取付け忘れなどのヒューマンエラーに伴う作業ミスは、長い間解決されない製造業が抱える問題のひとつとなっています。我々は作業中の作業者の動作を計測することで、それらを管理し、不良の発生をゼロにした取り組みについて事例をもとに説明します。

慶應義塾大学大学院メディアデザイン研究科 Future Craftsプロジェクトは、職人的な視点からマテリアルインタラクションについて考え、インターフェイスやファブリケーションなどのテクノロジー開発、メディアアートの表現、キットなどの社会実装の実践を目指します。

MEMS（微小電気機械システム）の力センサ素子を使った小型で高感度な風速センサや水中流速センサなどを研究開発し、ドローンなどへの応用を進めています。また新しい原理を使った触覚センサやフォースプレートなどを研究開発しています。

人と機械の協調には、お互いの物理的な接触（触れ合い）を前提としたシステムの設計が重要となります。本研究プロジェクトでは、機械システムによる人間支援を目的とした、触れ合いなど双方向のコミュニケーションを可能とする機械のための人工皮膚（人肌ヒューマンインタフェース）の構築に取り組んでいます。

中央試験所は理工学部の研究活動をサポートする共同利用施設として、様々な分析装置、実験環境を提供しています。機器の操作方法、分析の依頼、研究に関する技術的サポートなど、利用者の多様なニーズに専門スタッフがお応えします。また、中央試験所は産学官連携拠点として学外研究者に機器の利用開放を行っています。

現在、生成AI普及への動きが活発になる一方で、データ通信量の増大により消費電力や通信遅延の増加が懸念されています。KPRIでは、大容量、省電力、低遅延のデータ通信を可能な革新的エラーフリーPOF(プラスチック光ファイバー)やリアルカラーディスプレイを実現する光学フィルム等の研究開発を進めています。

移動に不安を抱える人にもっと幅広い活動の機会を提供するべく半自動車いすFeelingを開発しています。 Feelingは、体重移動によりハンズフリーかつ簡単に操作可能な電動車いすです。力センサ付きのベルトによるユーザの推定と障害物回避システムを統合した半自動運転により高い操作性と安心感を実現します。

数個から数百個の金属原子が集合した金属ナノクラスターは、構造と電子状態が特異化することによって、新たな触媒活性、光学応答を示します。清浄な金属ナノクラスターを高効率で気相合成する手法と液相合成する手法を構築して、金属ナノクラスターを用いたデバイスや機能材料を開発しています。

細胞や生体分子を対象とする超微量バイオ分析に向けてマイクロ流体デバイスが発展しています。本研究では、トップダウン加工で構築したマイクロ構造を用いることで、ドラッグデリバリー基盤の確立に向けた微小流路への人工細胞膜組込法、1細胞操作に向けた微小流路へのマイクロレンズアレイ組込法を開発しました。

人の作業の効率化をはかるためには、人の移動を最小限にできる省スペース空間が望ましいです。そうした省スペース空間において人と共存できる搬送ロボット（TWForkbot）を開発しています。特に、安全かつ安定した搬送動作を行うために力制御の考え方を制御設計に導入しています。

多軸制御の超精密加工機を駆使してナノレベルの形状精度を有する自由曲面レンズやレンズアレイおよびそれらの成形金型の加工を行っています。これらの光学素子には、デバイスの小型化や高機能化を期待されており、携帯電話やイメージセンサー、サーモグラフィー、AR、VR、自動運転など多分野へ応用されています。

半導体産業から排出されたシリコン廃材へのレーザ照射によるナノファイバー、ナノ粒子、ナノクラスターの生成および高性能リチウムイオン電池や機能性コーティングなどへ応用しています。また、各種素材の表面へナノ周期構造を形成し、親水性や撥水性および離型性などの制御を行っています。

エタノールとポリエチレングリコールというありふれた２つの液体を混ぜて、その薄い膜にレーザ光を照射すると、マランゴニ効果により液滴が生成します。この液滴は勝手に動き出し、カオス的に複雑な運動をすることもあります。多くの液滴を同時に作ると、マイクロロボットや人工生命・人工脳へ応用できると期待しています。

本技術は，人間の手指動作を抽出・保存し、「いつでも・どこでも」再現することを可能にするロボットハンドとその制御の複合技術です。本技術により、接触を含む動作のティーチングの容易化や、実行タスクの複雑化など、ロボットの活躍の場が広がります。

本技術は、分布定数系に基づくモデル化方法論により、振動システムの波動制御に成功したものです。時間遅れ要素を基本要素とすることで、制御器の複雑化を回避した安定なシステム構築が可能になります。

本研究室では機械加工から金属積層造形まで様々な加工プロセスの制御に取り組んでいます。本ブースでは、化学作用や超音波を応用した光学材料の超精密加工、ロボットによる金型研磨加工、アクティブ冷却を応用した３Dプリンタ技術などについて紹介します。

両親媒性分子が形成する二分子膜が袋状に閉じたベシクルは、水溶性、脂溶性のいずれの物質も封入できることから微小センサーやカプセルとして注目されています。このようなベシクルに、その場の環境を感じて、処理し、機能を発現するロボットのような性質を付与したベシクル型分子ロボットをご紹介します。

疎水性の色素化合物を均一に分散させるには有機溶媒を用いる必要があります。これを克服するため、水中でこれらの化合物を溶かす分子の設計を行いました。タンパク質をベースに開発した素材ですので、環境調和性も高い材料です。

複雑な分子構造をもつ天然物を直接的に構造変換するための触媒化学研究を基盤として、多様な分子ライブラリーを創出しています。特に、ジベレリンのような植物ホルモンに焦点を当て、生長を自在に制御する、あるいは本来的な能力以上の植物機能を引き出す「メタ植物ホルモン」の創製を目指しています。

弊研究室内にて研究開発を完結した「混合アニオン化合物鉄系超電導線材とその製造方法 (特許6814007号、特許満了日2036年9月29日)」とともに、同じ研究分野の関連トピックスである「超伝導関連銅酸化物層状化合物と鉄系複合アニオン層状化合物の酸素発生反応電気化学触媒性能」を紹介します。

化学工業におけるエネルギー消費の約４割を分離・精製が占めると言われています。このため、省エネを目的として多孔物質を用いた液体分離法が研究されています。類似分子（特に各種アルカン）の膜透過性の違いを、U字管実験で視覚化してみた結果、分離精製に役立ちそうな基本的な課題をいくつか見出しました。

われわれの身のまわりには，大小さまざまな棒や板状のものがあふれており、これらは薄い構造と総称されます。 この研究室では、座屈不安定性のように、幾何学的な構造と材料のもつ対称性が破れる過程を研究し、その不安定性を「機能の発現」とみなす考えのもとで、新たな工業デザインの発見に取り組んでいます。

量子化学計算は、触媒や光機能性材料の機能発現機構の理解に大きく貢献してきました。私たちのグループでは、量子化学計算の結果をデータベース化し、機械学習に用いることで、望む性質をもつ材料の発掘や設計を行っています。また、量子化学計算を量子コンピューター上で実施するための方法の開発も進めています。

音響浮揚法とは超音波で物質を浮揚させる技術であり、生体分子の取り扱いに特に有効です。本研究では音響浮揚で浮かせた液滴を新規反応場として利用する方法を検討しています。クリック反応を対象に、水滴に加え有機溶媒含有液滴についても検証し、反応効率化に加え、利用可能な基質の適用範囲が広がりました。