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

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

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

線形・非線形レーザー分光による界面の分子構造と粘弾性の分析

研究キーワード

界面化学、レーザー分光、物理化学

SDGsの取り組み

研究内容の紹介

雲粒の表面、固体材料の表面、ドレッシングのお酢と油の界面など、身の回りには様々な界面が存在します。ここで例に挙げた界面には、どれも水が関与しています。固体材料の表面に水は関係ないと思われるかもしれませんが、空気中に置かれた材料の表面には数分子層程度の水が吸着しているのが普通であり、摩擦や濡れ性といったマクロな特性がこの吸着水によって大きく変化することも珍しくありません。このように様々なところに水の関与する界面が存在しますが、実は界面における水の構造や運動性はまだほとんどわかっていません。それは、至る所に存在する水の影響を避け、界面に存在する水だけを選択的に捉えることが難しいためです。私は、「ヘテロダイン検出振動和周波発生分光法」と呼ばれる先端的なレーザー分光法を用いて、上記のような界面に存在する水の構造を分析しています。

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

錯体化学、触媒化学

研究キーワード

錯体化学、触媒化学

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有機配位子からなる金属錯体によって構成された二次元物質です。それらの組み合わせにより、様々な化学構造や性質を示す配位ナノシートを作製することができると期待されています。私の研究では主に、電極表面上に配位ナノシートを作製し電極触媒としての特性評価を行っています。例えば、化石燃料に代わるクリーン燃料である水素の製造方法として極めて重要な技術である水素発生反応では、希少で高価な白金が最も広く使用されています。代替触媒の利用で水素製造のコストが下がれば、水素燃料の普及が進むと期待されています。そこで、水素発生反応において、簡便に作製でき安価である配位ナノシートを触媒として利用することで、高活性化を目指しています。

専攻

新規機能を有する金属ナノクラスターの創製

研究キーワード

ナノ物質、精密合成

SDGsの取り組み

研究内容の紹介

金属を極限まで小さくしていってもそれは金属といえるのでしょうか？ 金属原子が数～数十個程度集まることで超微細化された"金属ナノクラスター"と呼ばれる物質は、構成原子が僅か一個でも異なると色や発光性、磁性、伝導性など様々な物性が変化し、もはや通常の金属とは全く異なる性質が発現します。私はこれまでにない新しい機能を有する金属ナノクラスターを合成し、その物性がどのような因子に起因するものなのかを研究しています。