The University of Tokyo Global COE Program : Global Center of Excellence for Mechanical Systems Innovation
東京大学グローバル COE プログラム 機械システム・イノベーション国際拠点

Newsletter

13

Vol.

Global Center of Excellence for Mechanical Systems Innovation

July 2012

contents

Preface dialog ／巻頭対談

01

From manufacturing technology to manufacturing science andrequired global talent

Activity report ／活動報告

08

国際拠点ワークショップ

Originality is required to prevail in competition

Nobuo Takeda & Yukio Yamaguchi
サイエンスによるものづくりとグローバル人材競争を勝ち抜くために必要なのはオリジナリティ

武田 展雄 & 山口 由岐夫

Young researchers shouldering the future ／未来を担う若手研究者

09

Electrochemical reduction of Carbon dioxide bythermophilic bioelectrochemical system

高温性微生物電気化学システムによる二酸化炭素の電気化学的還元

10Photocatalytic water splitting under visible light
水の可視光分解のための光触媒技術

GMSI Workshop on Numerical
Simulations of Fluid/Thermal Systems

11
12
13
14

GMSI-GSISH Winter School 2012

GMSI-GSISH ウインタースクール 2012

International Research Collaboration

海外共同研究International Internship

海外インターンシップ

International Conference /Afﬁliated Organization Visit
国際会議・関係機関訪問報告

Preface dialog
Preface dialog

From manufacturing technology to manufacturing
science and required global talent
Originality is required to prevail in competition

Nobuo Takeda, Professor, Vice-dean, Graduate School of Frontier Sciences; Director, TJCC (Todai-JAXA Center for Composites)
Yukio Yamaguchi, Professor, School of Engineering; Chemical System Engineering
巻頭対談

サイエンスによるものづくりとグローバル人材競争を勝ち抜くために必要なのはオリジナリティ
武田 展雄 教授
大学院新領域創成科学研究科 副研究科長
革新複合材料研究センター長
山口 由岐夫 教授
大学院工学系研究科 化学システム工学専攻

Professor Nobuo Takeda has been deeply involved in thedevelopment of advanced composite material systems, mainly
focusing on the aerospace area, including the incorporation of
optical fiber sensors within carbon fiber composites. Professor
Yuk io Yamaguchi has been work ing on controlling thenanostructure of materials such as silicon during the production
process, generating new functionality and applying it in the realworld. We asked both professors, who are playing active roles in
the forefront of areas that support Japanese industries, about theprospect of manufacturing in the future and the knowledge that
global talent will need to possess.
炭素繊維の中に光ファイバーセンサを織り込むなど、航空宇宙分
野を中心に、先端複合材料システムの開発を手掛ける武田展雄教授。
シリコン材料などのナノ構造を製造プロセスで制御し、新たな機能を生み出し、実社会への応用を展開している山口由岐夫教授。日本の産業を支える最先端の分野で活躍する両教授に、これからのものづくりの展望と、グローバル人材に必要な素養について伺った。

Nobuo Takeda
Dr. Takeda completed his Masters course at the Graduate School of Engineering, theUniversity of Tokyo in 1977. He obtained a Ph.D. from University of Florida and a Doctor ofEngineering from the University of Tokyo in 1980 and 1982, respectively. After serving as a
researcher at the Japan Atomic Energy Research Institute, he joined the Research Institutefor Applied Mechanics, Kyushu University as an Associate Professor in 1984. He becamean Associate Professor at the Research Center for Advanced Science and Technology, theUniversity of Tokyo in 1988, a Professor at the Center for Collaborative Research in 1996,
and a Professor at the Department of Aeronautics and Astronautics, the University of Tokyoin 1998. He assumed his current position in 1999. He was also appointed as Vice-dean,
Graduate School of Frontier Sciences in 2011 and has been concurrently serving as Directorof the TJCC(Todai-JAXA Center for Composites) since 2012. His research projects include
experimental micromechanics of composites, structural health monitoring and life cycle
monitoring, and composite materials manufacturing science.
（たけだ・のぶお）
1977 年、東京大学大学院工学系研究科修士課程修了。80 年、フロリダ大学大学院工学系研究
科 Ph.D. 課程修了。82 年、東京大学大学院工学系研究科博士課程修了。日本学術振興会奨励
研究員、日本原子力研究所高崎研究所研究員を経て、84 年、九州大学応用力学研究所助教授。
88 年、東京大学先端科学技術研究センター助教授、96 年、同国際・産学共同研究センター教授、
98 年、同大学大学院工学系研究科航空宇宙工学専攻教授を経て、99 年より現職。2011 年より、副研究科長、2012 年より、革新複合材料研究センター長併任。先端複合材料システムの実験
マイクロメカニクス、構造ヘルスモニタリング・ライフサイクルモニタリング、複合材ものづ
くり科学の研究を行う。

Yukio Yamaguchi
Dr. Yamaguchi graduated from Kyoto University, Faculty of Engineering, Department ofChemical Engineering in 1973. He completed a Masters course at the Graduate School ofEngineering, Department of Chemical Engineering, the University of Tokyo in 1975 andthen joined Mitsubishi Kasei Corporation (currently Mitsubishi Chemical Corporation).
He attended MIT (Department of Chemical Engineering) in 1980 where he obtained an
Engineering Degree in 1982. He obtained his Ph.D. by thesis from Keio University, Facultyof Science and Technology, Department of Electronics and Electrical Engineering in 1990
and then became a Professor at the University of Tokyo, School of Engineering in 2000. His
work involves the development of spherical silicon solar cells, synthesis of organic EL ﬁlm,
synthesis of ﬂuorescent silicon nanoparticles and their application to medical diagnostics,
synthesis and functionalization of nanoparticles, development of the self-organization
process and knowledge structuring of nanomaterials.
（やまぐち・ゆきお）
1973 年、京都大学工学部化学工学科卒業。75 年、東京大学大学院工学系研究科化学工学科
修士課程修了。同年、三菱化成（現三菱化学）入社。80 年、MIT（Department of Chemical
Engineering）留学。82 年、Engineering Degree 取得。90 年、慶応大学理工学部電気工学科
より論文博士学位取得。2000 年、東京大学大学院工学系研究科教授となる。球状シリコン太陽電池開発、有機 EL 薄膜形成、蛍光シリコンナノ粒子の合成と医療診断応用、ナノ粒子の合成と機能化、プロセスにおける自己組織的構造形成、ナノ材料の知識構造化などを手掛ける。

1

Preface dialog Nobuo Takeda & Yukio Yamaguchi

Manufacturing high-value-added productsby changing the size and function of materials
材料のサイズや機能を変えて、高付加価値なモノを生み出す──先生方のご研究について教えてください。

── Please tell us about your research.

山口──私の研究を一言で言うと、材料とそのつくり方のYamaguchi: To sum it up, my research is on materials and their method of

研究ということになります。主に扱っているのは、シリコ

production. Mainly I am working on silicon materials and trying to control

ン材料で、そのナノ構造を製造プロセスで制御しています。

their nanostructure during the production process; because size, structureというのも、製造プロセスの違いにより、物質のサイズや

and physical properties of materials vary due to different production

構造や物性がさまざまに違ってくるためです。そうしたサ

processes. Among the size variations, I select those that appear to be

イズ別のバリエーションのなかで、研究対象として面白く、interesting research subjects and that are also useful to society, and try to

社会にとって有用なものを選びとり、その構造形成のメカ

examine the mechanisms of their structural formation (Figure 1).

ニズムを解き明かそうとしています（図 1）。

A speciﬁc example is the development of solar cells using silicon-type

具体的な事例の一つに、シリコン系材料による太陽電池

materials. A characteristic property of solar cells is their spherical shape.

の開発があります。この太陽電池の特徴は球状をしている

Because of the mounted structure of the 1mm order silicon spheres,点。1 ㎜オーダーの球状のシリコンを敷き詰めた構造で、

they are several-fold more effective than normal wafers. They are easy to

通常のウェハーの数十倍もシリコンを有効活用できるう

handle, do not easily break and are pliable. Moreover, each sphere contains

え、扱いやすく、割れにくく、曲げられるという特長を備

a p-n junction (a part within a semiconductor where a p-type and n-type

えています。しかも、その球一つひとつの中に pn 接合（半semiconductor contact with each other, which is an essential structure

導体中で p 型と n 型が接している部分。ダイオードやトfor semiconductor elements used for diodes and transistors). It is indeed

ランジスタなどに応用される半導体素子に不可欠な構造）

a revolutionary structure (Figure 2). We established a university-basedを実現するという画期的なつくりになっています（図 2）。

startup company 10 years ago and have already made efforts toward

10 年ほど前に大学発ベンチャーを立ち上げ、すでに製品

commercialization. However, our initial target cost of 1W=$1 by the year

化にも取り組んできました。ただしコスト面で、当初、掲2020 was moved forward due to harsh global competition, and we are

げていた 2020 年までに 1 Ｗ＝ 1 ＄という目標が、激しい

therefore currently re-evaluating future development.

国際競争のなかで前倒しで実現されつつあり、現在、新たな展開を模索しているところです。

Under these circumstances, we are also conducting research on
synthesizing a 1μm silicon particle, which is 1/1000 of the sphere size,

そうしたなかで、このシリコンをさらに 1000 分の 1 のto use as anode materials for lithium-ion batteries. Currently, carbon is

大きさ、1μm 粒子に合成することによって、リチウムイ

being used for this purpose. We believe that the use of silicon particles

オン電池の負極に使えないかと研究を進めています。現在、will improve battery performance and such technology can be applied to

リチウムイオン電池の負極にはカーボンが使われています

creating storage batteries for electric cars. The patent for silicon particle

Figure 1. Silicon materials synthesized in our laboratory. A single nanoparticle
is a quantum dot synthesized by plasma CVD. The use of ﬂuorescent silicon for
applications to medical diagnostics is currently under development. Micronsized particles were produced by the zinc reduction method using silicontetrachloride, and applied to lithium-ion battery anodes. The largest 1mm
silicon particles were synthesized from molten silicon via jet nozzle at the rateof 500/second, and applied to solar cells.
図 1 当研究室で製造したシリコン材料。シングルナノ粒子はプラズマ CVD で合成した
量子ドット。蛍光シリコンとして医療診断への応用開発中。ミクロンサイズの粒子は四塩化珪素の亜鉛還元法で製造、リチウムイオン電池負極へ応用。最も大きい 1mm 球状

Figure 2. Spherical solar silicon cells. About 1000 silicon particles were
mounted on a zone plate following formation of a pn-junction. Spherical solar
silicon cells are ﬂexible, and the one shown in the photo can generate 1W ofpower.
図 2 球状シリコン太陽電池。球状シリコンを pn 接合した後、集光基板に約1000 個マウントしている。フレキシブルで写真の大きさで 1W 発電する。

シリコンは溶融シリコンからノズル噴流で 1 秒に 500 個製造、太陽電池へ応用。

2

が、シリコン粒子を使うことで、より高性能化でき、電気自動車などの蓄電池等に応用できると考えています。シリコン粒子合成の特許も出願中です。

synthesis is currently pending.
Furthermore, reducing the size of silicon particles to a scale of several
nm results in the creation of quantum dots, which take on significantly

さらに、このシリコンボールを数 nm のオーダーまで

different physical properties than the original particles. The energy band

小さくすると量子ドットとなり、物性が大きく変わりま

structure of silicon changes according to its quantum size effects and as

す。量子サイズ効果により、物質のエネルギーバンド構造

a result, silicon quantum dots possess an intense visible luminescence, inが変化して、本来なら光らないはずのシリコンが光るよう

contrast to bulk silicon, which is poorly luminescent. Additionally, siliconになるのです。シリコンは人体に無害で、無機材のため劣is harmless to the human body and does not degrade since it is inorganic.

化もしないことから、この光るシリコンを高解像度の蛍光We are therefore evaluating the application of luminous silicon to be used

体として医療診断マーカーや、ドラッグデリバリーシステ

as a high resolution fluorescent medical diagnostic marker or as a drugム（DDS）へ応用できないか、検討を進めています（図 3）。

delivery system (DDS) (Figure 3). Furthermore, we expanded this concept

さらにこれを発展させ、診断しつつ DDS で治療までする

to develop a new system in which luminous silicon can be used for bothという新たなシステムを開発し、大学で特許を出願中です。

applications simultaneously. The patent application for this system has

今後は、電子、光学、磁性材料のいずれも、ある素材を

been submitted by the university and is pending.

ナノオーダーで粒子化し分散された材料、すなわち「ナノIn the future, electronic, optical or magnetic materials of all kinds

コンポジット」材料になっていくと考えられます。その際

will be particulated and dispersed at the nano-order to be used asに重要になるキーワードが「自己組織化」。我々はこれを

nano-composites . An important key concept for this process is self-

あくまでも工学的な手法で実現したいと考えています。しorganization , which we are trying to accomplish by taking an engineering

かも、それを実践的にマスプロダクションでつくりたい。

approach. We also want to mass-produce such composites. Although

大学の研究とはいえ、我々はつねに実用化を念頭に入れ、

we are rooted in academia, we always remain mindful of the practical

つくり方から製品としてのパフォーマンスまでを見据えた

applications of our research by paying attention to production methods

研究を手掛けているのです。

up to product performance.

武田──私のほうは、航空・宇宙用の先進材料開発の研究

Takeda: Our research is on the development of advanced aerospace

をしていまして、主に炭素繊維を使った複合材料 (CFRP) の

materials/structures, particularly the development of carbon-fiber-

開発を手掛けています。特にいま力を注いでいるのが、炭reinforced polymer (CFRP). Currently, we are particularly focusing on the

素繊維の中に、独自に開発した直径数十μm の細径光ファ

establishment of a smart composite structural health monitoring system

イバーセンサを張り巡らせて織り込んだ、スマート複合材

that employs carbon fiber composites with embedded small-diameter

構造用ヘルスモニタリングシステムの構築です（図 4）。

optical fiber that is several dozen μm in diameter, which was originally

炭素繊維というのは、ご存じのように、軽くて変形しdeveloped in our laboratory (Figure 4).

にくく、丈夫な材料として、ここ十数年で急成長している

Carbon ﬁber, as you know, is light, stiff and strong, and thus has been a key

分野です。話題のボーイング 787 やエアバス A380 など

research material in the rapidly growing ﬁeld of highly-durable materialsに採用されていますが、ボーイング 787 では、いまや構

over the past several decades. Carbon fiber composite is currently used

造材重量の 50％を炭素繊維が占めるほど（図 5）。機体がin the new Boeing 787 and Airbus A380 airplanes. Speciﬁcally, 50% of the

軽量化されたことなどにより、20 ％の燃費減を実現して

weight of the structural materials in the Boeing 787 consists of carbon

います。しかも、この炭素繊維材料の生産に関しては、日

ﬁber composites (Figure 5). Due to the lighter airplane weight arising from

Figure 3. Silicon nanoparticles that are several nm in size become luminescentmaterials due to quantum size effects. By controlling the size of particles,
they become capable of producing full color. After surface modiﬁcation to ahydrophilic form, the particles are able to be taken up by cells and can be used
for imaging, diagnostics and medical treatment.
図 3 シリコン量子ドットを用いた医療診断。シリコンナノ粒子は数 nm の大きさになると、量子サイズ効果で蛍光材料になる。合成時のサイズ制御により、フルカ
ラーが可能になる。これを表面修飾で水溶性にして細胞に取り込ませる。イメージ
ング、診断、治療などに使われる可能性がある。

3

Preface dialog Nobuo Takeda & Yukio Yamaguchi

Figure 4. CFRP laminated plate in which a small-diameter optical fiber isembedded. Establishment of the world s first small-diameter optical fiber
sensing technology.
図 4 細径光ファイバーセンサを埋め込んだ CFRP 積層板。世界初細径光ファイバ
センシング技術の確立。

本の繊維メーカー（東レ・東邦テナックス・三菱レイヨン）

the use of carbon ﬁber, fuel costs have been able to be reduced by 20%.

がトップシェアを誇り、全生産量の 7 割を占めています。

Furthermore, regarding production of carbon ﬁber materials, the Japanese

また、日本の航空機製造メーカー（三菱重工・富士重工・

carbon ﬁber industry (Toray, Tohotenax and Mitsubishi Rayon) holds the川崎重工）が、主要構造部材の製造の 35％程度分担してtop market share, accounting for 70% of total production. Also, Japanese

います。日本の産業において、大変期待される分野と言えaircraft manufacturers (Mitsubishi Heavy Industries, Fuji Heavy Industries

ます。

and Kawasaki Heavy Industries) share in about 35% of the total production

ただし、こうした状況がいつまでも続くとは限りません。欧米やアジア諸国もすぐに追随してくるでしょうし、of the main structural materials of Boeing 787. This represents an area ofgreat hope for Japanese industries.

実際に、材料や単なる構造部材製造だけを提供していたのHowever, this situation may not continue forever. Western and Asian

では、すぐに国際競争の中で追い抜かれてしまうでしょう。

countries are not far behind Japan. In fact, Japan may be overtaken in this

そこで、我々はこの CFRP に付加価値をつけることに

global competition should we limit ourselves to being only providers ofしました。従来、私は、炭素繊維の破壊の過程を顕微鏡でstructural materials.

可視化し、定式化するという研究を行ってきましたが（図We therefore decided to add value to CFRP. I have been working on6）、これはあくまでも実験室レベルでのこと。炭素繊維

the formulation and visualization of the failure process of carbon fiber

材料が実社会で使われる現場において、どのような衝撃に

composites under the microscope (Figure 6). However this research isより、どのように壊れるのかを、運用しながら見える化しlimited to the laboratory environment. In order to visualize how actual

ようと、歪みと温度が計測できる極細の光ファイバーセン

carbon ﬁber material failure occurs in real life and what type of impacts

サを織り込むことにしたのです。人間にたとえると、光フ

cause failure while the ﬁber is actually in use in real time, we decided toァイバーセンサに神経の役割を担わせるわけですね。

insert a small-diameter optical fiber that is capable of measuring strain

このシステムが優れているのは、運用中の材料の劣化の見える化のみならず、製造工程における品質管理にも活and temperature. If you employ a human biological analogy for this, theoptical ﬁber would function as a nerve.

用できる点にあります。CFRP 構造が大きくなればなるほ

A superior feature of this system is that it can be used not only to

ど、一様に成形することが難しくなりますが、このシステ

visualize the degradation of materials while in use but can also to be

ムを使えば、1μm 程度まで開口したクラックも検出でき

applied in quality control during the production process. As the size of the

ます。しかも、光ファイバーを織り込んでも、構造的に弱CFRP structure increases, it becomes more difﬁcult to control and achieve

くなることはありません。

uniform processing conditions. However, with this system, it is possible to山口──それは非常に面白いですね。リチウムイオン電池

detect cracks with openings as small as 1μm. Furthermore, the strength ofなどでも構造のナノ化に伴い、コーティングや乾燥などの

the structure is not affected by the embedded optical ﬁber.

製造工程におけるクラックの検出というのが課題になりま

Yamaguchi: That is very interesting. As the structure of lithium ion batteries

す。それを、in-situ（その場で）で観察できるとなれば、

moves toward nano-materials, the detection of cracks caused by coating

さまざまな分野に応用可能でしょう。

and drying during the production process becomes more of a problem. I

武田──ええ、実際に燃料電池の製造工程に使いたいと

assume that this system to detect such problems in situ can be applied to

か、コンクリートなどの構造物に応用できないか、さらにmany different areas.

は風力発電のブレード（羽）に使えないかといった話も来Takeda: Yes, as a matter of fact, there is a proposal to use it in theています。このように、単に材料を売るのではなく、材料

production process of fuel cells. Also, there have been inquiries such as

Figure 5. Latest and next-generation commercial aircraft that use composite
materials.
図 5 複合材を多用する最新・次世代民間旅客機。

Figure 6. Evaluation of interfacial strength characteristics of carbon
nanotube composites. We succeeded in the quantiﬁcation of nano-interfacialmechanical characteristics.
図 6 カーボンナノチューブ複合材料の界面強度特性評価。ナノ界面力学特性の定量化に成功。

4

の健康状態を管理するパッケージシステムとして提供でき

whether it can be applied to concrete structures or whether it can be

れば、用途が大きく広がる。それこそが、これからの日本

incorporated into the turbines used to generate wind power. So, if we canの強みになっていくだろうと考え、研究に取り組んでいる

provide this as a packaged system that can control the health of various

ところです。

structures, and not only engage in selling materials, the use of the system
will be expanded tremendously. We are working on this project with theidea that it can be one of Japan's strengths.

World-class level research is cultivatedby the experience of studying abroad and the ability to think
世界に比肩し得る研究は、留学経験と考える力により培われた──先生方は、単に材料をつくるのではなく、サイズを変── Both of you are not merely making materials, but are creating original

えたり、他の材料と組み合わせたりすることで新たな機能

techniques by changing size or combining different materials. What is theを持たせ、独自の技術を生み出されていますね。その発想

source of such originality?

の源泉はどこにあるのでしょうか？

Takeda: I'm afraid that the manufacturing ﬁeld is the only ﬁeld in which武田──日本が国際競争で勝ち抜くことができるのは、やJapan can come out on top in a global competition. It is not sufﬁcient for

はり、ものづくりの分野しかないという危機感があるからJapan to dependably manufacture items. We must elevate manufacturingです。ただそれを実直にやるだけでなく、これからの時代

technique to the scientific level in the future. I believe that the role ofは、ものづくり技術をサイエンスにまで高める必要がある

academic research is to theorize each step taken through trial and error.

と思っています。試行錯誤の中で、ステップごとに理論付

Yamaguchi: I completely agree with you. On the other hand, we expect

けをするのが大学としての学術研究の役割ではないでしょthat various new materials will be applied in the production of general

うか。

products such as automobiles and houses in the future. At that point, the山口──おっしゃる通りですね。一方で今後、さまざまな

main bottleneck is cost. Japan's weakness is in cost competition. Therefore,

新素材が一般的な製品、たとえば車や家などにも活用され

manufacturing with added-value and originality becomes even more

るようになっていくと考えられますが、その際、ネックと

important. We cannot prevail in global competition if we lack individuality

なるのがコストです。日本はどうしても、コスト競争にな

and creativity.

ると弱い。だからこそ、ますます、独自性を備えた高付加

── I think that it is also important for researchers to possess motivation

価値なものづくりが重要になってくる。個性や独創性がな

and experience through intensiﬁed global competition in order to prevail.

ければ、国際競争を勝ち抜いていくことはできませんから

Please provide young researchers with your experiences.

ね。

Takeda: Ever since I watched the landing of the Apollo spaceship on──激化する国際競争を勝ち抜くためには、研究者として

the moon when I was in my second year of high school, I was attractedのモチベーションや経験も重要かと思います。若い研究者

to space development and have consistently been involved in theに向けて、先生方のご経験を教えてください。

development of aerospace materials. My turning point came from my武田──私は高校 2 年生のときにアポロ宇宙船の月面着

experience studying for 2 years in Florida, USA, where I took a leave of

陸を見て以来、宇宙開発に憧れ、一貫して航空・宇宙用のabsence during my doctoral course. I lived in a rural area, far from city

材料開発を手掛けてきました。転機となったのは、博士のlife. I was poor and life was hard. Although when I look back on those

ときに敢えて休学して経験した、2 年間の米国・フロリダ

days, I feel that it was a very useful experience for me, I am not sure if it is留学です。フロリダと言っても市街地からは程遠い田舎で、

necessary for students these days to suffer the same hardships that I had

生活費も乏しく、大変苦労しました。振り返ってみれば、

to. The current Japanese environment is rich and students are blessed. Of

私自身にとって大変いい経験になったとは思うものの、今course, in addition to the English language, there are many things I learnedの学生たちに、同じような苦労をさせる必要があるだろう

from the experience of studying abroad that turned out to be big assets,

かと思うところもあります。それだけ、現在の日本の環境

including ways of thinking in English, characteristics and weaknesses ofというのは恵まれていますからね。もちろん、留学を経て、Americans, as well as presentation and communication skills.

英語だけでなく、英語による思考の仕方、米国人の特徴とYamaguchi: I myself spent 2 years at MIT in Boston when I was 30 years

欠点、プレゼンテーション能力やコミュニケーション能力

old and it was a very good experience for me. At that time, I was workingなどを学んだことは大きな財産になったと思います。

at Mitsubishi Chemical and went there as a research fellow to study

山口──私自身も 30 歳をすぎた頃に 2 年間、ボストンの

coal gasiﬁcation . However, due to various reasons, I had to discontinue

MIT に留学したのが大変いい経験になりました。当時は三that research project. From that point, I had to take a hard path forward

菱化学の研究所に在籍していて、研究留学生として「石炭beginning by taking a GRE (a common examination that is necessary forのガス化」というテーマを選んで留学先に赴いたのです。

admission to graduate school in the US) and starting over with a brand

ところが、事情があって、1 か月ほどでこのテーマでの研new research theme as a graduate student. I undertook a research project5

Preface dialog Nobuo Takeda & Yukio Yamaguchi

究を辞めてしまいました。そこからが大変で、
急遽、
GRE（ア

on non-linear numerical modeling. This was a totally new area for me. But

メリカの大学院に進学する際に必要な共通試験）を受け、

I had an instinct that modeling would be essential for future engineering.

大学院生としてまったく新しいテーマで勉強し直すことに

Unbelievably, all the things I went through were only reported to the

しました。そこで取り組んだのが、非線形数値モデルの研company after the fact (laughs).

究です。こちらもまったく未知の分野でしたが、これから

My mentor there was Professor Robert Brown, who later became theの工学にはモデリングが不可欠だと直感したのでした。今President of MIT. I learned much through weekly one-hour discussions

から思えばとんでもないことですが、会社には事後報告でwith the professor. But because of this great experience, when I came

した（笑）。

back to Japan, I sometimes felt disappointed about the lack of seriousness

このとき、指導にあたってくださったのが、後に MIT

among people during discussions. I was able to learn American cultureの学長となった Robert Brown 教授です。教授との週 1 時

and polish my communication skills through my study experience in the

間の議論を通して、大変鍛えられました。この経験のおかUS.

げで、その後、日本に帰ってきてからは、日本人は議論に̶̶I see that the experience of studying abroad is very important. Besides

おける真剣さが足りないと不満に思うこともあったほど。

this, what kind of view points and initiatives do you think are necessary?

アメリカのカルチャーを学び、コミュニケーション・スキ

Takeda: As I mentioned before, since we belong to the Faculty of

ルを磨くことができたのは、やはり留学のおかげです。

Engineering, I believe that in order to support rationalization of――やはり留学経験というのはとても重要なのですね。そmanufacturing effectively through academic research and to increaseのほかに、どのような視点や取り組みが必要でしょうか。

the ability to compete globally, it is necessary for industry, academia

武田──先ほども言いましたように、我々は工学部に属し

and government entities to work together by each carrying out theirているのですから、これからは産学官それぞれが役割分担

appropriate roles. I think this is a very big objective.

をして、日本のものづくりの理屈付けを学問により効率的

Yamaguchi: I agree with you. Rationalization is difﬁcult to do in industryに支え、国際競争力を高めていく必要があると考えていま

and therefore should be carried out by academia. Also, it will be a good

す。これは非常に大きな課題だと思います。

learning opportunity for students in the Faculty of Engineering. In other山口──そうですね。理屈付けというのは企業ではやりきwords, through problem-solving type research, they can cultivate the

れないところですから、それはやはり学術が担うべきでしability to identify the true nature of problems. Conversely, once you

ょう。それこそが、工学部の学生にとって、学びのチャン

identify the real nature of a problem, you can ﬁnd a way to solve it.

スになるのではないでしょうか。つまり、課題解決型の研Takeda: I agree. Without such thinking, it is difﬁcult to compete at a global

究を通して、本質を見抜く目を養うということ。逆に言えlevel. Conversely, you can compete at a global level on an even keel if you

ば、本質を見極めさえすれば、自ずと課題解決への道は見

possess originality.

えるはずです。

Yamaguchi: Yes, in a battle, it is essential to have both strategy and a武田──同感です。そういう意識がなければ、世界と闘う

weapon. The role language plays is minimal in this situation. Of course,

ことは難しい。逆に、オリジナリティさえあれば、世界に

communication skills are important. But you do not have to be ﬂuent in

伍してやっていけますからね。

English. It is more important to think than to memorize.

山口──そう、闘うためには、戦略と武器が不可欠なんでTakeda: I think so too. Of course, having minimal language ability is

すね。そのなかで、語学が占める役割などたいしたことはnecessary. However, it is more important to learn how to put together

ありません。もちろんコミュニケーション能力は必要ですが、

logical thoughts and how to express yourself in English.

必ずしも流暢に英語をしゃべる必要はない。むしろ、覚える

And originality arises by thinking thoroughly through the research.

ことよりも、考えることのほうが、ずっと大切なのです。

Originality is particularly important in other countries. A person who

武田──そうですね。もちろん最低限の語学力は必要です

cannot discuss his originality enthusiastically is not highly valued. I am

が、むしろ、英語による論理的な思考の組み立て方や、表always trying to think through what my originality is. I would like to ask

現の仕方を学ぶことのほうが重要でしょう。

young scientists to constantly think about the originality of their research.

そして、考え抜くことで、オリジナリティが生まれる。

I think that researchers are expected to have their original story and to

とくに海外では、オリジナリティが重視され、オリジナリ

be able to explain it clearly in the future. I strongly recommend polishing

ティを熱く語れる人材でなければ、評価されません。私自such skills.

身、いつも自分のオリジナリティとは何かということを、突き詰めて考えるように心がけています。若い研究者の皆さんにも、自分の研究のオリジナリティをつねに考えてほしい。これからの研究者にはとくに、独自のストーリーを考え、人にわかりやすく説明できることが求められていくと思いますので、そうしたスキルを磨くことをおすすめします。

6Cultivating the ability to think, a sense of balance and the willpower to ﬁght
考える力とバランス感覚、そして闘う気力を養う──独自性を追求するあまり、独りよがりになってしまう── Could the pursuit of originality turn into complacency?

ことはないのでしょうか？

Takeda: Of course, you have to be able to identify the current trends by武田──それはやはり、つねに、論文などを通して、他のchecking on what other people are doing through academic papers. Then

人がどういうことをやっているのかを見て、時流をつかむ

you need to ﬁnd an area that no one else is working or an area in which

必要があります。そのうえで、手つかずの分野や自分が生

you can utilize your talents most effectively, and explain and pitch yourかせる分野を見つけて、オリジナリティを見い出し、アピ

originality to others.

ールしていかなければならない。

Yamaguchi: In other words, it is necessary to cultivate a sense of balance. I

山口──つまり、バランス感覚を養うことが必要なんですtry to emphasize this point in the evening seminar of the GMSI. I think you

ね。それは、GMSI のイブニングセミナーなどでも強調しshould constantly remind yourself to look at yourself and your researchている点です。自分の研究テーマと周辺の動向を、広い視

theme objectively, as well as the research themes of others. It's a good

野で俯瞰する姿勢を忘れてはなりません。ほかの人にいろ

idea to ask around. Sometimes, your thoughts suddenly become clear

いろと聞くことも、いいと思います。相談したり、議論しduring consultations or discussions. From this view point, originality andたりするうちに、自分の考えが明確になることもある。そcooperation do not necessarily conﬂict.

う考えると、オリジナリティと協調性というのは、かなら

Takeda: Only Nobel prize-level researchers can become an island

ずしも矛盾しないものなんですね。

unto themselves, devoting themselves completely to their research武田──もっとも、自分の研究だけに没頭できるノーベル

and remaining aloof from others. But there are only a handful of such

賞級の研究者なら、孤高を貫くのでもいいのかもしれませresearchers (laughs).

んが、そのような研究者はほんの一握りですからね（笑）。

Yamaguchi: I completely agree with you. Some students erroneously山口──まったくです。学生の中には勘違いしていて、就think that they should suppress their individuality when job hunting, for

職活動などで個性を押し殺さなければならないと思っていinstance. They think that originality or individuality conflicts with being

る人も多い。独自性や個性が協調性と相反するものだと思

cooperative. That is a big mistake.

っているんですね。それは大きな勘違いです。

Takeda: You can learn many things not only by studying abroad, but

武田──海外留学だけでなく、国際会議やセミナーなどにalso by attending international conferences and seminars. I want young

積極的に参加することでも、多くのことを学べるはずです。

researchers not only to simply present their research, but also to actively

ただ発表すればいいというのではなく、叩かれるくらいに、

participate in discussions with other researchers and challenge them as if

積極的に他の研究者との議論に参加し、闘う気分で臨んでpicking a ﬁght. Such experience will certainly become useful later in their

ほしい。その経験は必ずや、後の研究者人生の中で役立つ

research life.

と思います。

Yamaguchi: As Dr. Takeda mentioned previously, the 21st century is the山口──さきほど武田先生が言われたように、21 世紀とtime that knowledge and wisdom in manufacturing are required. I fear

いうのは、ものづくりにおける知識や知恵が問われる時代

that unless we accomplish it through nation-wide collaboration amongです。それを、産官学のコラボレーションによって、オー

industry, academia and government entities, there is no future for Japan. I

ルジャパンで実現しなければ、日本の未来はない、というtruly wish for young scientists to possess a strong consciousness that theyくらいの危機感がある。若い研究者たちには、それを支えare part of a collaboration, and to ﬁght together.

る一員なんだという強い意識をもって、ともに闘ってほし
いと切に願っています。

Reported and written by: Madoka Tainaka
Photographs by: Yuki Akiyama
取材・文 = 田井中麻都佳
写真 = 秋山由樹

7

Preface dialog Nobuo Takeda & Yukio Yamaguchi

GMSI Workshop on Numerical Simulations of
Fluid/Thermal Systems

Research Assistant

国際拠点ワークショップ

kei Tanaka

田中 啓

The GMSI workshop on numerical simulations of ﬂuid/thermal systems
was held from March 16 to 20, 2012, at KTH Sweden and TU Delft,
Netherlands. The number of total participants was about 30 including
Ph.D. candidates and professors, and 7 from The University of Tokyo.
Participants talked about their research and about numerical simulationof fluid/thermal systems. Research topics covered broad areas suchas: representation of physical phenomena of droplets and bubbles;
chemical phenomena of gases adsorption and engineering process; anddevelopment of fuel cell and carbon nanotube and ship control. Active
discussions were held during the Q&A session even though the various
Ph.D. candidates had diﬀerent majors.
I tried to use layman terms in my presentation so that the audience
TU-Delft lab tour

from different fields could easily understand my work and participate
in the discussion that followed. Before this workshop, I was concerned

GMSI ワ ー ク シ ョ ッ プ Numerical simulations of ﬂuid/

whether I could explain my research in English to people from other ﬁelds,

thermal systems が 2012 年 3 月 16 日から 20 日の日程で、but I ve become more conﬁdent in my presentation skills because of my

スウェーデンの KTH、オランダのデルフト工業大学で行participation. I would like to further improve my presentation skills by

われた。参加者は約 30 名で、東京大学からは教員と学生、

participating in such events in the future.

計 7 名が参加した。

In the workshop, we had a chance to visit an institute on campus andワークショップでは、流体と熱に関わる数値シミュレー

see their research equipment. The large-scale experimental equipment

ションについて、各大学の学生から発表があった。発表内

constructed to verify engineering processes was interesting to me because

容は液滴や気泡の流動といった物理現象、気体の吸着や工I rarely have a chance to see such equipment. It seems that there are

業プロセスに関わる化学現象の再現、燃料電池やカーボン

many more international students in European universities compared to

ナノチューブの開発、船舶の制御に関わるものまで多岐にJapanese counterparts. It was a valuable experience to talk with everyone,

渡った。発表者同士の専門分野は必ずしも重なってはいな

not just about research, but also about the cultures and politics of their

かったが、活発な議論が行われ、示唆に富んだ質問もあっ

own countries.

た。
自身の研究の説明では質問が出やすいよう発表内容に配慮した。専門分野が異なる研究者を相手に、英語で自身の研究内容を話すことは当初不安であったが、今回のワーク
ショップの経験が自信につながった。今後もこの様な機会を活用して、相手が理解しやすい発表ができるよう心がけていきたい。
ワークショップでは大学の研究設備の見学をすることもできた。工業プロセスの実証を目的とした大規模な実験装
置などは、普段見ることがないため興味深かった。また、欧州の大学は日本以上に世界各地の研究者が集まっていた。そのような方々と研究だけでなく各国の文化、政治について議論することは日本国内ではなかなか経験できないことであり、大変有意義であった。

Group photo at KTH

GMSI Workshop on Numerical Simulations of Fluid/Thermal Systems

8Young researchers shouldering the future
未来を担う若手研究者

Research Assistant

Qian Fu
付乾Electrochemical reduction of carbon dioxide bythermophilic bioelectrochemical system
高温性微生物電気化学システムによる二酸化炭素の電気化学的還元
The ﬁeld of Bioelectrochemical systems (BES) has promising renewable
technologies with great application potential in wastewater treatment,
biofuel production, power sources supply, and bioremediation. The key
principle of BES is that microorganisms are used as catalysts to drive
the oxidation and reduction reactions on the solid-state electrodes.

微生物電気化学システム (BES) は、廃水処理、バイオ燃Up until now, current studies of BES have been mainly focused on

料生産、電力供給そしてバイオレメディエーション等への

mesophilic systems (20 – 40 ℃ ), in which mesophilic electrochemical active

応用が期待されている再生可能エネルギー技術の総称であmicroorganisms are used as biocatalysts. However, thermophilic BES (50℃る。この技術は、固体電極上での酸化還元反応を駆動する+) is potentially superior to mesophilic BES in performance due to higher

生体触媒として、微生物を使用することを基本原理として

reaction activity, greater durability, and wider substrate utilization range.

いる。BES に関する先行研究では、中温域 (20 〜 40℃ ) で

My research is mainly focused on thermophilic BES and its application

機能する中温性 ES に注目しており、主に中温性微生物 ( 群 )in CO2 conversion. In our studies, a novel thermophilic nitrate-reducing

が生体触媒として使用されてきた。しかし、中温性のシス

bacterium was found to be capable of electrochemical activity, which

テムに比べて、高温域 (50℃〜 ) で機能する高温性 BES は、

largely expanded our understanding of thermophilic electrochemical

高反応活性、高耐久性、広い基質利用域を持つ事が示唆さ

active microorganisms. We also conducted CO 2 conversion by using

れている。

thermophilic BES. In this process, methanogenic microorganisms

私の研究は、この高温性 BES を二酸化炭素のメタン変(methanogens) with other electrochemical active microorganisms on

換へ利用することに焦点を当てている。これまでに、生体

cathode act as catalysts to reduce CO 2 into methane (CO2 + 8H+ 8e-

触媒活性を持つ新規の高温性微生物を発見し、高温域での→ CH 4 + 2H 2 O) when a small voltage (generally less than 1.0 V) is

電気化学的微生物活性に関する新たな知見を得た。さらに、

applied. However, the electron transfer mechanism needs to be further

高温性 BES リアクターによるメタン生産の実証実験も行っ

investigated. We hope that we can combine BES with carbon dioxideている。カソード上に付着したメタン生成古細菌と高温性

capture and storage, together, and contribute to the reduction of CO 2

触媒微生物による、低レベルの印可電圧 ( 一般的に 1.0 V

emissions.

以下 ) に依存したメタン生成を確認している。現在、このメタン生産の背景にある電子伝達機構に関してさらに研究を行っている。この BES 技術と二酸化炭素回収 · 貯留を組み合わせることにより、二酸化炭排出量削減への貢献を目指している。

Scanning electron microscopy of a control electrode (Left) and the electrode withbiocatalysts (Right)

The principle of bioelectrochemical system for CO2 conversion

9

Young researchers shouldering the future

Research Assistant

Su Su Kaine Ma
マ スス カイン

Photocatalytic water splitting
under visible light
水の可視光分解のための光触媒技術
Hydrogen from renewable energy resources is a clean, virtuallyinexhaustible, environmentally benign energy source that could meetmost of our future energy needs. To meet the needs for it, the energy
harvested directly from sunlight can be considered as one of the desirable
approaches with minimal environmental impact. This is because both
the water and sunlight which are readily available from nature comes
free and in vast excess of our energy needs. One of the potential means
to harvest solar energy is through the use of photocatalysts for water
splitting under visible light. Because of its simplicity, water splitting using a
powdered photocatalyst has become a subject of much interest, with mostresearch focusing on the visible light sensitization of catalysts in order toeffectively utilize incoming solar energy. In general, it is of interest to studya Z-scheme type system for overall water splitting under visible light.
The Z-scheme system which refers to overall water splitting using a twostep photoexcitation systems mimicking photosynthesis in a green plant,
is made up of two photocatalysts for H2 and O2 evolution respectively,that are reacted along with a reversible redox couple. In this two-step
photo excitation process, a wider range of visible light can be utilized in

Schematic diagram of two-step overall water splitting

comparison with conventional systems and the energy required to drive
each photocatalyst is reduced.
My research work aimed to develop new photocatalyst materials

私は、水や太陽光などの再生可能エネルギーを使った発for water splitting reaction and to achieve an artificial photosynthesis.

電について研究する予定である。自然エネルギーによる発Different type of Z-scheme photocatalyst systems consisting of active

電は、クリーンであり、資源枯渇の心配がなく、環境へのH 2-evolving photocatalyst, and O 2-evolving photocatalysts with and負荷が小さいため、理想的な発電方法であると考えられてwithout electron mediators will be studied. It is expected that these

いる。再生可能エネルギーの中でも、太陽光により水を水

photocatalyst systems showed activities for water splitting into H2 and O2

素と酸素に分解する光触媒を開発したいと考えている。博in a stoichiometric amount under visible light irradiation and even under

士課程の研究では、既存の触媒と比較して安価で応用しや

sunlight irradiation.

すく発電効率に優れる触媒の開発を行う予定であり、さらには、新しい太陽光発電技術の開発も行いたい。
まずは、国内外の太陽光発電の研究に関する文献調査を行う予定である。その後、既存の発電技術や触媒、触媒作
成のプロセスなどを比較する。既存の触媒の長所と短所を比較し課題を解決していくことで、新しい触媒を提案した
い。また、提案する新しい触媒の作成方法についても実験を行って詳細に解析する予定である。さらには、その触媒を用いて、安価で応用しやすく発電効率に優れた太陽光発電の技術を開発していく予定である。

Young researchers shouldering the future

10

GMSI-GSISH Winter School 2012
GMSI-GSISH ウインタースクール 2012

Research Assistant

Sharifah Soﬁah Syed Shikh

シャリファ ソフィア サイド シック

The International Winter School on Biomedical Engineering was coorganized by the GCOE Program Mechanical Systems Innovation, The
University of Tokyo (UT), Japan, and the Graduate School of Information
Science in Health, Technische Universität München (TUM), Germany, the
GMSI-GSISH, and was held at UT from March 5 – 11, 2012.
10 PhD students from UT, 10 from TUM, and 2 from Waseda University
participated in the event. The main goal was to provide students with achance to participate in a pseudo UT-TUM collaboration research grant
proposal writing exercise. Students were divided into groups and wererequested to come up with a research problem and then to propose apossible solution. The exercise stressed not only the technical aspectsof a research problem but also student skill in managing personnel andresources from both institutions, and then within an allocated time frameand budget. Students presented their proposals on the last day and were
GMSI と ミ ュ ン ヘ ン 工 科 大 学 の 健 康 情 報 科 学 研 究 科

then evaluated on the importance of the chosen problem, the plausibility(GSISH) が 共 催 し た GMSI-GSISH ウ イ ン タ ー ス ク ー ルof the solution, and on its execution plan. Among proposed research2012 が、3 月 5~11 日に開催された。このウインタースクー

problems were a portable toilet screening device, a liquid-bone injector,

ルの参加者は、東京大学の博士課程学生 10 人、ミュンヘ

and a training simulator.

ン工科大学の学生 10 人と早稲田大学の学生 2 人であった。

In addition to the grant writing exercise students were given the

このウインタースクールの主な目的は、東京大学とミュン

opportunity to listen to lectures given by professors from not only both

ヘン工科大学間の仮想的な国際共同研究プロジェクトを提UT and TUM, but also from AIST, Waseda, Kyushu, and Nagoya University

案するエクササイズを通じて、研究プロジェクトの提案のthroughout the school term. Furthermore, students also participated in 7

仕方を学ぶことであった。参加者は 5 つのグループに分

laboratory visits, 5 at UT and 2 at TWIns. Excursions to Odaiba and Ryogoku

かれて、研究テーマとその課題に対する解決策を提案した。

were also provided. As a whole the school not only helps students broaden

このエクササイズでは、具体的な研究課題だけでなく、プtheir technical, communication, and management skills, but also serves

ロジェクトのリソース配分も提案した。最終日には、参加

as a platform for networking, cultural exchange, and future international

者が自分達の提案について発表を行い、教員は、課題の重

collaboration.

要性、提案する手法の妥当性や実施計画を評価した。提案されたプロジェクトには、トイレに設置する携帯型健康診
断デバイス、骨粗鬆症治療用デバイス、手術トレーニング
システムなどがあった。
このようなエクササイズに加えて、東京大学、ミュンヘ
ン工科大学、産業総合技術研究所、早稲田大学、九州大学、
名古屋大学の教授陣による講義もあった。また、東京大学の研究室 5 か所と東京女子医科大学・早稲田大学連携先
端生命医科学研究教育施設「TWIns」を見学した。お台場と両国の見学もあった。このウインタースクールにおいて参加者は、自分の専門的知識、コミュニケーション能力とマネジメント能力を磨くことができ、将来の国際共同研究へ備えるためのよい機会となった。

11

GMSI-GSISH Winter School 2012

International Research Collaboration
海外共同研究Research Assistant

Stephanie Yin Wai Ting

ティン ステファニー イン ワイ

平 成 24 年 8 月 よ り 3 カ 月 間、ETH チ ュ ー リ ッ ヒ のInstitute for Biomechanics (IfB) の Ralph Müller 教授と共同研究を行った。IfB では人体の生体力学に関する研究が行われており、研究主幹 6 人、博士研究員 6 人、大学院
生 20 人以上、技術スタッフと事務職員で構成されている。

Ralph Müller 教授は生体力学の教授であるが IfB の所長でもあり、生物組織のイメージングと可視化技術の研究に加え、最先端の生体力学的試験手法とシミュレーションの研究を行っている。
私は IfB 博士研究員の Davide Ruffoni 先生と共同で、培養軟骨に機械的刺激を与えるシミュレーションを開発した。そのシミュレーションをスキャフォールド ( 足場材料 )Institute for Biomechanics (IfB) at ETH Zürich

の特定の場所に適応することで、細胞表現型の変化を予測することができた。この結果により、私の所属する東京大In August 2011, I participated in a three-month research collaboration

学の牛田・古川研究室で行っている細胞実験結果の理論的

project at the Institute for Biomechanics (IfB) at ETH Zürich. The IfB is

裏付けを得ることができた。また、シンクロトロン加速器

dedicated to biomechanical investigation of the human body, and totalsとマイクロ CT を用いた実験により、スキャフォールドのapproximately 50 members, including 6 senior scientists, 6 postdoctoral

構造特性を求め、シミュレーションに使用した。様々な専

researchers, and over 20 graduate students, plus technical and攻に所属する IfB メンバーと頻繁に意見を交換しながら、

administrative staﬀ. I worked under Prof. Ralph Müller who is currently a

効率的に研究を進めることができた。

Prof. of Biomechanics as well as the Director of the IfB. The research he is

今回の共同研究を通して、イメージングとプログラミン

pursuing employs state-of-the-art biomechanical testing and simulation

グの技術を習得し、さらに東京大学の実験結果を検証する

techniques, along with novel bioimaging and visualization strategies for

ことができ、自分の研究の幅と知識を広げることができた。

biological tissues.

また、海外での経験を通して、学術的な問題解決能力と適I worked primarily with Dr. Davide Ruﬀoni to simulate tissue-engineered

応能力を学ぶこともできた。この経験は今後の研究に生か

cartilage undergoing mechanical stimulation. The simulation was

すことができると思う。

used to predict the spatial differentiation of cells into specific lineages

最後に GCOE プログラムと Ralph Müller 教授、Davide

Ruffoni 先生に感謝の意を述べたい。

within the tissue, which was verified through cellular experiments at
the Ushida-Furukawa laboratory at the University of Tokyo. Additionally,various imaging techniques including synchrotron measurements
and micro computed tomography were employed to determine thestructural properties the scaﬀolds used in the cellular experiments for thesimulations. Frequent meetings with other members of IfB specializing ina variety of areas allowed for eﬀective brainstorming to help work throughproblems in dealing with the most efficient means to progress in the
project.
Through this collaboration I was able to expand the breadth of
my research and knowledge by acquiring new skills such as imaging
techniques and programming, and also further verify the theoreticalaspect of my wet-lab experiments. Such an international researchexperience tests one s problem-solving skills and adaptability as a
researcher̶ incredibly useful in further expanding ideas for my own
project. I would like to thank GMSI for making this experience possible
and also Professor Ralph Müller and Dr. Davide Ruﬀoni for their time andExperimental Setup

support during my stay at the IfB.

International Research Collaboration

12

International Internship
海外インターンシップ

Research AssistantJunichi Kuwabara

桑原 絢一I stayed at UZH (University of Zurich) in Switzerland for 4 months from
Oct. 3, 2011 to Jan. 31, 2012. The Zurich airport is the biggest airport
in Switzerland and serves as a hub airport for many European airlines.
Zurich is located high in the mountains and thus the temperature is lower
compared to other surrounding areas.
There are two important educational institutes in Zurich: UZH andETH (Swiss Federal Institute of Technology). UZH is more focused on
scientiﬁc and cultural topics, whereas ETH, one of the largest technologicalinstitutes in Europe, is more focused on engineering. These two institutes
are located next to each other in the center of the city and have beencollaborating in research for years.
I stayed at the AI Lab of the Department of Informatics. The AI Lab
A room in the lab

is directed by Professor Rolf Pfeifer and they study methods to create
complex robotic behavior through the interaction between the robotic
body and the surrounding environment. I joined in the EU project of

私 は 2011 年 10 月 3 日 か ら 2012 年 1 月 31 日 ま で のSoft Robotics. After discussion with the professor, I decided to study

4 カ月間、スイスのチューリヒ州にあるチューリヒ大学

the learning of control of a soft robotic arm because my major at The(University of Zurich : UZH) でインターンシップに臨んだ。

University of Tokyo is machine learning. I wrote a conference paper to

チューリヒにはスイス最大の空港があり、ヨーロッパ航空

report the results of this work. There were many international students

路線のハブとなっている。山の多い地形であり標高が高く、and postdocs in the lab, and I had linguistic, educational, and cultural

緯度の高い他の国々と比較しても気温が低くなることが多experiences through my various new friendships. Something of interest

い。

was how many European colleagues came early to the lab and left early as

チューリヒ州には主な大学が 2 つあり、私の滞在した

UZH の他に、スイス連邦工科大学 (ETH) というヨーロッ
パ有数の名門大学もある。UZH は理学系と人文系を、ETHは理数系の特に工学分野を担当している。2 つの大学は隣

well. In contrast, many Asian people stayed later and spent more time inthe lab (of course there were exceptions).
I d like to thank the GMSI office for providing me this precious
opportunity.

接しており、歴史的にも関係が深い。
私は情報学専攻の AI Lab というロボット関係の研究室に所属した。「ロボットの体とロボット周辺の環境との相互作用に基づき、創発的にロボットが複雑な動作を獲得する」、ということが研究室の大きなテーマであり、私はソ
フト・ロボティクスに関する EU プロジェクトに参加した。
研究テーマのすり合わせを行った結果、私の専門が機械学習であったこともあり、柔らかい動きをするロボット・アー
ムの制御の学習に関する研究を担当した。滞在中の研究結果は国際学会に提出することができた。研究だけでなく、研究室に所属する様々な国籍の学生達と交流を深めることができ、語学の面でも文化の面でも大きな刺激を受けた。
貴重な機会を提供していただいた GMSI 事務局に感謝を申し上げたい。

Night in a university building

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International InternshipInternational Conference /Afﬁliated Organization Visit
国際会議・関係機関訪問報告

Research Assistant

Ryuichi Okada
岡田 隆一

GMSI の支援により、ASME Turbo Expo ( アメリカ機械学会国際ガスタービン会議 ) での研究発表と大学訪問を行ったので報告する。

Turbo Expo は毎年北米と欧州で交互に行われるターボ機械に関する学会で、本年度は 6 月 11 日から 15 日にかけてデンマーク・コペンハーゲンで行われた。学会では論文発表に加えてメーカーや研究機関による展示が行われ、研究者やエンジニア同士の情報交換が活発に行われる。主として航空用エンジンや発電用ガスタービンに関する技術論文が発表されるが、近年はエネルギー分野への注目の高まりから蒸気タービンや風力発電に関するセッションが企画され、エネルギー分野全般にわたって最新の研究動向に関する情報を得ることができる。私は、ジェットエンジンの騒音に関するセッションにおいて、ジェット騒音のアクティブ制御手法に関する論文を発表した。実機搭載時のエンジン性能への影響等について参加者からコメントをいた

Model of jet engine (Exhibition site, TurboExpo 2012)

だき、今後の研究を進める上で非常に有意義であった。
学会終了後にはドイツのベルリン工科大学とアーヘン工科大学を訪問した。両大学においてジェット推進やターボ

I attended ASME (American Society of Mechanical Engineers) Turbo Expo
2012 and visited two universities with the support of the GMSI program.

機械に関する研究施設を見学させていただき、最新の研究

Turbo Expo is an annual conference on turbo-machinery, which isに関する説明を受けた。風洞や回転機械試験機、実験装置

held alternately in North America and Europe. This year, the conferenceの工作機械を多数所有するなど、実験装置や計測手法の新was held in Copenhagen, Denmark between the 11th and 15th of June.

しいアイディアが生まれやすい環境が整っており、研究環

Many technical papers were presented during the conference and there

境の充実ぶりには心底驚いた。

was active exchange of technical information between researchers and

今回の学会・大学訪問を通して、最新の研究動向を知る

engineers. A large portion of the research presentations were focused on

ことができたと同時に、それらを生み出す充実した研究施

aero-engines and industrial gas turbines, but recently, sessions on steam

設について学ぶことができた。渡航を支援していただいた

turbines and wind energies have also been held due to the growing

GMSI に感謝の意を表したい。

interest on energy issues. The latest findings in the entire energy field
can be easily acquired, and this makes Turbo Expo one of the biggest
international conferences on turbo-machinery and power.
I made a presentation on an active control method of jet noise in thesession on jet engine noise and received useful comments about the
problems associated with the actual application.
After the conference, I visited Technical University of Berlin and Technical
University of Aachen in Germany. At both universities, I was guided
through the research facilities on jet propulsion and turbo machineswith an explanation on their latest researches. There were many windtunnels, turbo-machine test rigs and metal machines for manufacturingexperiment, giving a great opportunity for producing new ideas on
experimental devices and measurement methods.
During the visit to the conference and the universities, I was able tolearn about the newest research trends, as well as to visit some leading
research facilities. I would like to express my gratitude for the wonderful

Technical University of Berlin (with Prof. Peitsch)

opportunity and the support of the GMSI program.

14

vol.13 2012 年 7 月発行 editor・Madoka Tainaka 田井中麻都佳 design・Mayumi Sawachi 澤地真由美 printing・Sokosha Printing 壮光舎印刷

Global Center of Excellence for Mechanical Systems Innovation
The University of Tokyo
7-3-1 Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo 113-8656, JAPAN TEL/FAX: +81-3-5841-7437
E-mail: gmsi-oﬃce@mechasys.jp http://www.mechasys.jp/
東京大学グローバル COE プログラム「機械システム・イノベーション国際拠点」〒113-8656 東京都文京区本郷 7-3-1 TEL/FAX: 03-5841-7437
E-mail: gmsi-oﬃce@mechasys.jp http://www.mechasys.jp/