メンバー

専攻

物質科学、ナノサイエンス、化学と物理の融合領域

研究キーワード

錯体化学、電気化学、高分子科学、無機化学、ナノサイエンス

SDGsの取り組み

研究内容の紹介

配位ナノシートとは、金属イオンと平面形の架橋有機π配位子との結合で構成される二次元共役ポリマーの極薄膜を指します。金属的な性質を示す配位ナノシートは私たちが2013年に初めて報告しました。配位ナノシートは、金属イオンと有機分子のボトムアップ錯形成反応により温和な条件下で合成できます。
多彩な化学・幾何構造とそれに伴う多様な物性・化学的性質・機械的特性を創出できることから、その科学や産業への波及効果は計り知れません。研究室では、新規機能性配位ナノシートの高品質合成を確立し、物理・化学的特性を明らかにするとともに、ヘテロ積層体・接合体のような複合系を創製してそれらの特異な物理的、化学的機能を導き出し、電子・磁気・光デバイスやエネルギー変換・貯蔵デバイスなどへの応用を探求しています。

専攻

ジョセフソン接合を使った超伝導量子回路の物理とその応用となる超伝導量子情報処理、量子コンピューター、超伝導人工原子量子光学

研究キーワード

低温固体物理学

SDGsの取り組み

研究内容の紹介

ジョセフソン接合を使った超伝導量子ビットに基づく量子回路の研究を行っている。量子ビットの集積化に関しては、独自に開発した疑似2次元量子ビット結合ネットワークを用いた平面実装が可能な量子チップの研究を行っている。
またボゾニック量子ビットとして、超伝導Kerrパラメトリック発振器（KPO）を利用した量子情報処理の研究を進めている。KPOで猫状態を生成し、量子トモグラフィーの手法で忠実度の評価を行い、1ビットゲート操作に成功している。今後は2ビットゲートの実験や、KPOでの自律的エラー訂正の実験を進める。超伝導量子ビットの初期化の研究や超伝導量子ビットの長寿命化を目指した研究も行っている。共振器と超強結合した新規な超伝導人工原子を使った量子光学回路で、一つの光子で二つの原子を同時に励起することに成功した。

専攻

建築物の火災安全設計、避難計画

研究キーワード

避難安全、防災計画、火災安全工学、火災リスク

SDGsの取り組み

研究内容の紹介

主な研究テーマは、建築物の火災安全、特に避難安全を確保する技術及び設計方法である。建築基準法は2000年の改正により、防火基準に部分的に性能基準が導入されたが、まだ様々な課題が残されている。必要な火災安全性を明らかにし、設計により確保するためには、設計火源の設定方法や火災性状の予測、避難性状の予測が不可欠である。具体的には、2方向避難の確保、避難安全のバリアフリー化、避難器具の配置、消防活動の支援性能、非常用の進入口の評価、避難経路上の施錠装置のあり方など、様々な課題に取り組み、性能評価手法や具体的な基準の提案に関する研究に取り組んでいる。

専攻

ものづくりにおけるデジタルツインの構築と普及
フィジカルとサイバーをつないでイノベーションを起こす

研究キーワード

航空宇宙工学、計算工学

SDGsの取り組み

研究内容の紹介

最近、デジタルツインという言葉が随所で見聞きされるようになった。現実社会（フィジカル）と仮想空間（サイバー/デジタル）をリアルタイムにつないで、新たな価値や利便性を産み出すことを狙っている。
我々は、その中でも「ものづくり」にフォーカスし、効率的なデジタルツインの仕組みの構築、エンジニアリングチェーンにおけるデータの連携などを研究開発することで、設計・生産・運用にデジタルツインを取り込むことによる応用拡大や人材育成に貢献することを目指す。

専攻

超分子化学、錯体化学、有機化学、生物無機化学

研究キーワード

超分子金属錯体、多元素金属イオンクラスター、元素中心キラリティーと超分子キラリティー、不斉触媒、光バイオ分析

SDGsの取り組み

研究内容の紹介

　超分子化学は、共有結合以外の比較的弱い結合や相互作用により自発的に形成された、分子やイオンの複合体や集積体を対象とします。超分子の構造と機能は、構成する分子やイオンが自己組織化する過程にプログラム化されているため、精密設計に基づく分子システム化学の大きな潮流を作りつつあります。
　研究室では、精密設計した有機配位子と金属元素の特性を活かした、新しい構造・物性・反応性・機能を有する超分子金属錯体の創成に取り組んでいます。具体的には、独自に開発した炭素あるいは窒素原子を中心とする多元素金属イオンクラスターの合成・多量化・不斉誘導を行い、強リン光性クラスターを生細胞の光バイオ分析に、高反応性クラスターを触媒反応に展開しています。さらに、金属中心にのみキラリティーを有する金属錯体の不斉誘導法と配置安定化法を探求しています。

専攻

免疫学

研究キーワード

免疫、アレルギー、ワクチン戦略、感染症

SDGsの取り組み

研究内容の紹介

現代病と言われるアレルギー（花粉症・アトピー性皮膚炎・喘息・アナフィラキシーショック）に対する新たな治療法。人畜共通感染症によるパンデミックに向けたワクチン戦略。特に、高齢者・アレルギー・免疫性疾患の治療により免疫不全状態にあるヒトへのワクチン戦略（ワクチンブースターの開発）。ポストコロナに向けた次期パンデミック・災害時の避難状況における感染症対策。

専攻

航空宇宙工学、軽量構造力学、複合材料力学

研究キーワード

航空宇宙機用革新構造、展開膜構造、インフレータブル構造、複合材料構造

SDGsの取り組み

研究内容の紹介

航空から宇宙へと続く地球の外に向かう空間は，人間の活動範囲を広げるために開拓が必須の領域です．近い将来，月や火星などへと人間が活動領域を広げるためにも，より高性能・高効率な航空宇宙機，宇宙用構造が求められています．研究室では新たなコンセプトの宇宙構造や月面施設の検討を行っており，特に展開構造やインフレータブル構造（気体の力で膨らませて使う膨張型の構造）について，小さく収納して宇宙空間や月面まで運んで大きく広げて使える構造として，その実用化に向けた研究に取り組んできました．現在，月面での人間の居住空間（ハビタット）としての利用を想定した革新的なインフレータブル構造の開発に力を入れています．

専攻

高速画像処理を基盤技術とした高速トラッキングおよびダイナミックインタラクション

研究キーワード

高速画像処理、点検、蓄光、映像遅延、モーションブラー

SDGsの取り組み

研究内容の紹介

1ミリ秒オーダーの高速画像処理を基軸技術とし、人間の動作におけるタスクパフォーマンスと高速画像処理の関係性を明らかにする研究や、高速走行中の車両からトンネル壁面における微細なひび割れを正確に撮像する研究などを通じて、実世界の新たな知覚手法・技術との新しい対話のかたちを構築している。

専攻

高速画像処理、CV/CG、AR/VR

研究キーワード

コンピュータビジョン、コンピュータグラフィックス

SDGsの取り組み

研究内容の紹介

高速画像処理を軸として、革新的な応用を創出するコンピュータビジョンとAR/VRの研究を行っています。
入力、処理、出力のいずれが欠けてもシステムの性能は制限されるため、数理と物理、さらに出力先のシステムである人間を理解し、センシング、アルゴリズム、ディスプレイを総合的に設計することで従来性能を遥かに超えるシステムの構築を目指しています。
これまで、高速3次元形状計測や、運動、質感の高速センシングを基盤とした高速検査システムやダイナミックプロジェクションマッピングなどの新たな映像メディア表現を実現しています。

専攻

機能材料、ナノサイエンス

研究キーワード

光触媒、ナノ 、環境净化、半導体薄膜 、光電子デバイス

SDGsの取り組み

研究内容の紹介

エネルギー危機と環境問題およびカーボンニュートラルの実現は、本世紀の課題となっている。エネルギーや環境等の問題を改善するには多くの新機能を有するナノ材料とそのデバイスが求められている。そのため、ナノ、再生可能、複合等の手法を有効に活用し実験、理論および実用の“三輪”で、省エネルギーと環境浄化光触媒およびカーボンニュートラルの実現に向けるナノ材料への不断の探求、創製及びその実用を目指している。

専攻

IoT先導型元素選択イオンビーム形成技術の確立

研究キーワード

イオンビーム、機器分析化学

SDGsの取り組み

研究内容の紹介

イオンビームを用いたものづくりにおいて、コアとなる質量分離の要素を導入し、IoT先導型のものづくり技術を開発しています。
イオンビームはそのイオン種を変換するにあたって、原料物質の物理的移動が余儀なくされております。一方、現代の質量分離技術は1950年代までに原型が完成するため、近年の高速デジタル技術の発展まで原理的飛躍が思うように進みませんでした。野島研究室では、最新の高速デジタル技術を導入することで新しい原理の回転電場質量分離(REF-MS)装置の開発を続けております（野島ら、2016-2018 JST先端計測・機器開発プログラム）。最終的には、元素レシピを実空間に繰り返し再現することのできる循環サイクル型薄膜形成技術の構築を目指しています。

専攻

カーボンナノチューブ、電子顕微鏡、MEMS、顕微分光

研究キーワード

カーボンナノチューブ、電子顕微鏡、MEMS、顕微分光

SDGsの取り組み

研究内容の紹介

単層カーボンナノチューブ(SWCNT)について、光励起発光分光法やラマン分光法を駆使し熱物性を計測することで、ナノスケール熱制御技術の確立を目指す。更に、SWCNTを用いた光アイソレータや関連デバイスの研究開発にも取組む。研究活動と並行し、世の中への科学技術の普及および還元を目的とした活動にも積極的に取組みたい。

専攻

知能ロボティクス、ヒューマンインターフェース・インタラクション

研究キーワード

ロボット、高速ビジョン、HRI

SDGsの取り組み

研究内容の紹介

ロボットおよび生産システムの知能化を目指して、1000fpsといった高速ビジョンなどに基づく動的補償手法を提案している。また、高速高精度の機械センシングおよび動作支援を利用し、人間の限界を凌駕する高速高精度人間機械協調システム・サイボーグシステムの実現に取り組んでいる。その他に、柔軟物体のロボットマニピュレーションに関して、従来準静的モデルとして考える手法とは違って、高速ビジョン・高速アクチュエーターに基づく高速動作戦略の研究も行っている。

専攻

高速画像処理、ダイナミックビジョンシステム

研究キーワード

高速トラッキング、光学系制御、画像計測

SDGsの取り組み

研究内容の紹介

人間を含む様々な実世界は基本的にダイナミクスを有し，従来のセンシング方法では困難を伴うため扱いきれていないものも多いのに対し，ダイナミックビジョンシステムという研究コンセプトを掲げ，光学系などに工夫が施されたビジョンを用いて，ダイナミックな対象を適応的に計測・理解・応用するシステムを構築している．光学系や処理系に工夫を凝らす基礎技術の開発と，映像メディア，検査，スポーツ，医療など幅広い分野におけるダイナミックな対象への様々な応用展開の両輪によって，新たな画像計測技術の確立及び発展を目指している．

専攻

錯体化学、電気化学

研究キーワード

二次元物質、配位ナノシート

SDGsの取り組み

研究内容の紹介

金属イオンと有機配位子を組み合わせて形成される二次元物質「配位ナノシート」を研究対象としています。二次元物質はナノメートル（100万分の1 mm）程度の厚さを持つシート状の物質で、その特徴的な化学構造により通常の物質とは異なる物理特性や化学的性質を示します。このような二次元物質の特徴に加えて、配位ナノシートは様々な金属イオンと有機配位子の組み合わせによりバリエーション豊かな化学構造や機能性を実現することが可能であると期待されています。私は主に新規配位ナノシートの合成、配位ナノシートの合成手法の開発、電極触媒特性評価などに取り組んでいます。

専攻

研究キーワード

研究内容の紹介