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

12

Vol.

Global Center of Excellence for Mechanical Systems Innovation

March 2012

contents

Preface dialog ／巻頭対談

01

Taking on the Tasks of the 21st Century in Environment,
Energy, Security and Safety
Research focused on the connection with society

Shinsuke Sakai & Toyohisa Fujita
環境、エネルギー、安心・安全など、21 世紀の課題を担う
社会とのつながりを意識した研究のあり方

Activity report ／活動報告

08
11
12
13

09
10

Nanomechanical resonator sensors with ultra-high sensitivity
ナノメカニカル振動子を用いた極微物理量センシング

Remote Sensing Technology Using GPS Reﬂected Signal
GPS 信号の地表反射波を用いたリモートセンシング

International research collaboration
海外共同研究酒井 信介 & 藤田 豊久

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

Engineering Literacy II

工学リテラシー II

14Engineering Literacy （I PBL）
工学コンピテンシー（
I PBL）

The fourth GMSI International Symposium

第 4 回 GMSI 国際シンポジウム

Activity Report of Academic Year 2011

（April 2011 to March 2012）

活動報告 活動記録（2011 年 4 月〜 2012 年 3 月）Preface dialog
Preface dialog

Taking on the Tasks of the 21st Century in Environment,
Energy, Security and Safety
Research focused on the connection with society

Professor Shinsuke Sakai, School of Engineering, Department of Mechanical Engineering
Professor Toyohisa Fujita, School of Engineering, Department of Systems Innovation
巻頭対談

環境、エネルギー、
安心・安全など、21世紀の課題を担う

社会とのつながりを意識した研究のあり方
酒井 信介 教授 大学院工学系研究科
藤田 豊久 教授 大学院工学系研究科

機械工学専攻システム創成学専攻

Professor Toyohisa Fujita works on the system of total material
circulation while engaged in various technology developments
related to resources, recycling and environmental purification.
Professor Sakai contributes to the construction of a secureand safe society by engaging in the creation of standards andqualification systems for risk management related to chemicalplant maintenance. We asked both professors, who are tacklingthe biggest challenges faced in this century ─ the environment,
energy, security and safety ─ about their research and what has
motivated them as researchers.
資源・リサイクル・環境浄化に関するさまざまな技術開発を手掛けると同時に、物質循環のトータルなシステムづくりに取り組む藤田豊久教授。化学プラントなどの保守に関するリスクマネジメントの規格や資格制度づくりを手掛け、安心・安全な社会の構築に貢献する酒井信介教授。環境、エネルギー、安心・安全という今世紀最大の課題に取り組む両教授に、その研究と研究者としての心構えを伺った。

Shinsuke Sakai
Dr. Sakai graduated from the University of Tokyo, faculty of Engineering, Departmentof Mechanical Engineering in 1975. He completed his doctoral studies at the School ofEngineering (Marine Mechanical Engineering Major) at the University of Tokyo in 1980. After
serving as a Lecturer and an Assistant Professor in the Faculty of Engineering, he becamean Associate Professor at the Department of Mechanical Engineering, Graduate Schoolof Engineering in 1995. Dr. Sakai specializes in the studies of material strength, reliability
engineering, maintenance and risk assessment. He assumed his current position in 1997.
Some of his major works include A Finite Element Method Primer for Mechanical Design,
Probabilistic Risk Assessment of Engineering Systems and Computational Materials Science(translated version published by Morikita Publishing).
さかい・しんすけ
1975 年、東京大学工学部機械工学科卒。80 年、同大学院工学系研究科舶用機械工学専門課
程博士課程修了。同大工学部舶用機械工学科講師、同助教授を経て、95 年、同大学院工学系
研究科機械工学専攻助教授。専門は材料強度、信頼性工学、メンテナンス、リスク評価など。
97 年より現職。主な著作に、『機械設計における有限要素法の活用』、『技術分野におけるリス
クアセスメント』、『コンピュータ材料科学』( 訳書、森北出版）などがある。

Toyohisa Fujita
Dr. Fujita graduated from Tohoku University, faculty of Engineering, Department of
Resource Engineering, in 1976 and completed a Masters course at the Graduate School ofEngineering in 1980. After working as an assistant at Tohoku University, he obtained his
Ph.D. in engineering in 1983. He served in a variety of positions, including a Visiting Fellow
at the University of Minnesota, U.S.A., Professor at the Akita Mining College and then in the
Faculty of Engineering and Resource Science at Akita University, and a Visiting Professor
at St. Cloud State University, U.S.A. before becoming a Professor at the Graduate School ofEngineering, the University of Tokyo in 2002 (appointed concurrently). After this, he served
as a Professor at the Research into Artifacts Center for Engineering and as a Professor andthen as Department Chief at the Department of Geosystem Engineering, University of Tokyo.
He assumed a Professorship position at the Department of Systems Innovation, Graduate
School of Engineering in 2008, where he remains to this day. Dr. Fujita specializes in thestudies of energy resources, mineral resource life cycles and treatment technologies.
ふじた・とよひさ
1976 年、東北大学工学部資源工学科卒。78 年、同大学院修士課程修了。同大助手を経て、83年、工学博士。米国ミネソタ大学客員研究員、秋田大学鉱山学部教授、同大工学資源学部教授、
米国セントクラウド大学客員教授を経て、2002 年、東京大学大学院工学系研究科教授（併任）に就任。その後、同大人工物工学研究センター教授、地球システム工学専攻教授、専攻長を経て、08 年より同大大学院工学系研究科システム創成学専攻教授、現在に至る。専門は、エネ
ルギー資源・鉱物資源のライフサイクル、処理技術など。

1

Preface dialog Shinsuke Sakai & Toyohisa FujitaTo solve critical problems such as resource isolation/recovery,
environmental cleanup, and accident prevention
資源分離・回収や環境浄化、事故予防など、喫緊の課題を解決するために──先生方のご研究について教えてください。

── Please tell us about your research.

藤田──私の研究室では現在、持続可能な社会構築に向け

Fujita: Towards research for sustainable social systems, currently in my

た研究として、資源・リサイクル・環境浄化の各技術を手

laboratory we are working on the technologies of resources, recycling, and掛けると同時に、物質循環のトータルなシステムづくりに

environmental clean-up. At the same time, we are also working on building

取り組んでいます。

a system of total material circulation.

具体的な内容は、界面化学と電磁気学を基礎として、レMore specifically, (1) recovery techniques of finite resources such

アメタルやベースメタルなど枯渇資源の回収技術、各種リ

as rare metals (critical metals) or base metals through the application

サイクル技術開発および LCA 比較・評価、水の浄化とそof surface chemistry and electromagnetism, (2) developing variousの応用、機能性流体の製造と応用による省エネルギー技術

recycling technologies and LCA comparison and assessment, (3) waterなどです（図 1）。さらに現在、Crest（戦略的創造研究推

purification and its applications, and (4) energy saving technologies

進事業）において、乾燥地帯の農業のための農工連携によthrough the manufacture of functional ﬂuids and their applications (Figure

る水の浄化の研究も進めています。

1). Furthermore, in CREST (Core Research for Evolutional Science andこのなかでとくに注目を集めているのが、人工物から金属やプラスチックなどを、材料ごとに分離して取り出す技

Technology), we are promoting water puriﬁcation research for agricultural
applications in arid regions through agriculture-industry cooperation.

術です。たとえば、物体に人工的に雷を落とし、そこからTechniques that separate and isolate individual materials such as metals

金属だけを取り出したり、あるいは、水中で人工物を爆破

and plastics from artificial materials in particular have been attracting

し、密度の違う物質を瞬時に、しかも安全により分けたり

much attention. For example, we are developing techniques to selectivelyする手法を開発しています（図 2）。こうして分離したもretrieve metals from artiﬁcial materials by passing extremely high voltageのをさらに、プラスチックのように軽いものなら風で飛ばelectricity to them, and to instantaneously and safely sort materials of

したり、金属なら磁石で回収したり、溶液に溶かしたりす

different density by explosive fragmentation of artiﬁcial materials in water

ることで、ありとあらゆるものを分離回収することが可能(Figure 2). These materials can be individually separated from complexになるのです。

mixtures using a variety of methods, including wind jets to isolate light

その応用範囲は非常に広く、紙、プラスチック、セラミmaterials such as plastics, magnets to collect metals, and by dissolution.

ック、リチウムイイオン電池、液晶パネル、携帯電話、電The range of applications of the techniques is very large, and we deal with

子基盤、建築廃材、水、土など、地球上のかなりのモノを

various earth-based materials such as paper, plastics, ceramics, lithium-ion

扱います。現在、問題となっているセシウムについても、

batteries, liquid crystal panels, mobile phones, electronic infrastructure,

土壌のなかでセシウムを吸着しやすい物質を分けられない

construction waste, water, and soil. One material in particular, cesium,

エネルギー消費→ CO2eq 排出物質循環の駆動力
・資源・エネルギー・資金・人・法律

モニタリング

例 : 希土類磁石の回収
メンテナンス循環（リサイクル、リユース）
考慮型設計
概念設計

生産

設計

新技術開発
人工物原料
資源

新たな鉱山、
エネルギー資源・海底資源の利用

リサイクル

販売流通

消費利用

情報の
秘密保持

廃棄

技術およびシステムの LCA による評価

環境保全
環境汚染
（大気・水・
土壌の浄化）

Figure 1. Regarding artifacts containing rare metals, application and systemization of ecoconscious energy-saving circulation technology for resources and artifacts
図 1 レアメタルを含む人工物について、環境を考慮した資源・人工物の省エネルギー型循環技術の適用とシステム化

Figure 2. Application to the separation of materials by underwater explosive fragmentation. This is expected to be utilized
for collecting rare earth magnets, safe demolition, complete
elimination of information, fracturing of solid materials, andfracturing of a large number of electronic devices.
図 2 水中爆破による単体分離への利用。希土類磁石の回収を始め、安全な解体、情報の完全削除、硬い材料の破砕、大量の電子機器の破砕などへ活用が期待される。

2

か、研究に取り組んでいるところです。

has become a problem and we are now working on the technology to酒井──私のほうは、専門である材料強度、信頼性工学のseparate materials from the soil that can easily adsorb cesium.

観点から、「安心・安全」を実現しようと研究に取り組ん

Sakai: I am working on research that will achieve security and safety

でいます。とくにここ数年、力を入れているのが、石油精

based on my expertise in material strength and reliability engineering.

製やガスなどのプラントの保守を対象とした「リスクマネ

In these past few years my work has particularly focused on risk

ジメント」です。

management , targeting plant maintenance for petroleum reﬁning or gas.

実は、私は若い頃、信頼性工学で学位論文を書いたもの

To be honest, although when I was young I wrote my dissertationの、自分の研究が実社会に生かされないことにジレンマを

on reliability engineering, at times I felt I was in a dilemma because my

感じていた時期があるのです。そうして最終的に行きついresearch was not actually applicable to society in the real-world. Risk

た答えが、「リスク評価」でした。ここでいうリスクとは、

assessment turned out to be the final answer to my problem. Here,

損傷確率と影響度を求めたうえで、両者の積として評価さrisk refers to that which can be assessed as a product of both damage

れ得るもの。そしてリスク評価とは、現に稼動しているシ

probability and degree of influence. Risk assessment considers, from

ステムや機械などを、安全に運用していくためのメンテナ

the view of mechanical engineering, the maintenance of systems andンスや保全について、機械工学的に考えていくことを意味

machines that are currently being operated such that their safe use can

しています。

continue.

日本人というのは、その特性として、決められたことをI think Japanese people are extremely skilled at putting into practice

きちんと実践することには、非常に長けているんですね。

that which is predetermined. In terms of maintenance by the book ,マニュアル通りに保守をするという点では、おそらく世界

the Japanese are probably the best in the world. On the other hand, we

一でしょう。一方で、無駄なことにも膨大な労力を費やし

sometimes tend to waste an enormous amount of effort on things thatてしまい、結果として優先順位がつけられなかったり、構are not really that important. As a result, we are not able to prioritize

造物の経年変化による劣化など、重大な事象を見逃してしtasks and may miss events that in retrospect were crucial contributors to

まうことがあるのです（図 3）。これを改善するためには、

a negative event, such as structural deterioration by aging (Figure 3). In

学術的に強度の評価をしつつ、柔軟に点検方法を変えていorder to rectify this deﬁciency, it is necessary to ﬂexibly improve inspection

く必要がある。しかしそれは日本人が極めて不得意とする

planning by considering academic assessment of the structural strength.

手法なんですね。つまり、決められたことに厳格に従うの

However, this is exactly the type of action that Japanese people are unableは得意なのだけれど、自分たちで適切に判断するというこ

to implement satisfactorily. We are very adept at following a strictlyとは苦手なのです。

predetermined course of action, yet very weak when it comers to making

そこで、リスク評価の規格づくりに取り組むことにしappropriate decisions on our own.

ました。規格にして示せば、判断に迷うことがあってもI therefore began to develop a risk assessment standard with the idea

対処できると考えたからです。昨年、ようやくその規格、that if such a standard were in place, we could handle the situation even if

HPIS Z106「リスクベースメンテナンス」が完成し、運用

we were not able to make proper decisions. Last year marked completionが始まったところです（図 4）。

of the standard HPIS Z106 [risk based maintenance] , which has now

皮肉にも、この規格が完成したのは、震災のあった昨年

been published (Figure 4).

の 3 月でした。そして、誠に残念ながら一番遅れている

Ironically, this standard was completed March of last year, at the time the

原子力の分野で、ああいう事故が起こってしまった。本来、

earthquake and nuclear disaster struck. The tragedy was compounded byビジネスというのは、利潤とリスクを天秤にかけ、そのバ

the fact that nuclear power is our weakest ﬁeld. Properly speaking, when

日本流

危険

安全

欧米流

危険

安全

Figure 3. Comparison of safety concepts
In Japan, the boundary between safe and dangerous is indicated by a clear
permitted value, while in Western countries, many gray zones exist between aclearly safe region and a clearly dangerous region.
図 3 安全概念の対比。日本では、安全と危険の境界は明確な許容値で示され、欧米では、明らかな安全と明らかな危険領域の中間に多くのグレーゾーンが存在する。

3

Preface dialog Shinsuke Sakai & Toyohisa Fujita

Figure 4. Risk-based maintenance standards released in March of last year
図 4 昨年 3 月に刊行されたリスクベースメンテナンス規格。

ランスを見極めながら、自らの責任において実施するのがyou run a business, you need to carefully weigh the beneﬁts and risks of

前提だと思うのですが、日本の産業ではうまく機能していdoing so, and then conduct the business at your own risk while carefully

ないように感じられます。とくに、原子力の場合、事故の

assessing the balance between the two. However, this spirit seems to be

影響が大きすぎるため、リスクの取り扱いが困難であった。

absent in the Japanese industrial ﬁeld. Particularly with nuclear power, risks

耐震設計などで、初歩的なリスク対応ですら考慮されていwere not treated appropriately for too long and the impact of the accident

なかった点もあったことは、大いに反省しなければならな

was too great. The consequence was an epic tragedy. I think we should

いと思います。あのような事故を繰り返さないためにも、

reflect on the point that even basic risk management such as seismic

こうした規格を、ぜひ、さまざまな分野で活用してもらい

design was not considered sufﬁciently. To avoid a repeat of such a tragedy,

たいと思っています。さらに、圧力機器のリスクマネジメ

I think it is necessary for different fields to follow this kind of standard.

ントに関する資格認証制度の制定もスタートさせました。

We also established a qualification system for the risk management of

圧力機器に関わる産業というのは、鉄鋼、電力、ガス、化

pressure equipment. The pressure equipment industry covers a very wide

学プラントなど、非常に広範囲にわたる分野であり、そのarea including the steel industry, electric power, gas, and chemical plants,

人材育成が急務なのです。

and human resource development in these ﬁelds is very important.

――規格には、具体的にはどのようなことが記されている

̶̶What speciﬁcally is written in the standards?

のですか？

Sakai: We introduce the concept of risk-based management. We also

酒井──リスクベースマネジメントの概念を紹介するととproduce a handbook that depicts the mechanical evaluation for each

もに、化学プラントでとくに問題となる、流体よって配管

failure mode that often results in problems for chemical plants such asが腐食する減肉や応力腐食割れなど、損傷モードごとに力

fluid-induced pipe wall thinning or stress corrosion cracking. Of course,

学的に評価し、そのうえでハンドブックをつくって示して

we also produce an original maintenance manual for each plant, but

います。もちろん、どんなプラントでも独自にメンテナン

importantly, we show universal concepts in this standard as well asスのマニュアルは用意しているのですが、この規格では、indicating maintenance priority, which represents a new perspective

従来になかった視点としてメンテナンスの優先順位を示す(Figure 5).

とともに、共通の考え方を示せたところに大きな意義があFujita: I think concept of risk will be very important in the future. In terms

ると思っています（図 5）。

of resources, it is currently difﬁcult to obtain rare earth magnets because

藤田──リスクという考え方はこれからの時代において、

up until now we have relied on those countries that are able to provide

とくに重要だと思います。資源についても、現在、レアア

low prices in order to lower costs. However, what we should be doing isースが入手しにくくなっている背景には、コストを下げよ

purchasing from various countries in order to spread the risk.

うと価格の安い国にのみ依存してきたことがある。さまざ

Similarly, it is necessary that we take an approach from the perspective

まな国から購入するなど、リスクを分散しなければなりま

of overseeing the impact on society. We are able to obtain as many

せんね。

resources as we want as long as we spend energy. Similarly, any recycling

このように、実社会では全体を俯瞰する視点が不可欠でplan can be realized if we spend enough energy; however, these are

す。資源にしても、エネルギーをかければいくらでも採る

pointless endeavors. The important thing is to consider the overall balance

ことはできる。リサイクルだって、エネルギーさえかけれ

by overseeing risk, energy, and the economy together.

ば、いくらでも実現できる。でも、それでは意味がありま

Sakai: Japanese people are very weak at making appropriate decisions

せん。リスク、エネルギー、経済を俯瞰しつつ、全体のバ

through flexibly considering various factors present in a given situation.

ランスを図る目を養うことが重要です。

However, that cannot be our excuse anymore. We need to train our ability

相対リスク

Figure 5. Conceptual diagram of risk distribution in
the risk-based management system
The horizontal axis shows the equipment in thesystem and the vertical axis shows the relative risk ofeach piece of equipment. Eighty percent of the total
risk in the entire system is caused by only 20% of theequipment. It is therefore not rational to check all
equipment equally.
図 5 システム内のリスクの分布の概念図。横軸はシス
テム内の機器を、縦軸は各機器が保有する相対リスクを示す。システム全体のトータルリスクのうち 80％は、
わずか 20％の機器に集中している。つまり、すべての機器を同等に検査するのは不合理だということ。

4酒井──日本人というのは、その時々に応じて、多様な要

to deal with the problems that we face when unexpected events occur,

素を見極めながら、柔軟に判断していくというのが苦手な

such as the earthquake disaster.

んですね。しかしこれからは、苦手だなどと言っていられません。今回の震災のように、想定していなかったようなことが起こっても、直面する問題に柔軟に対応できる能力が求められているのです。

Participating in society with an awareness of the issues
社会に対して問題意識をもって臨む̶̶ The research performed by both of you are now cutting-edge──先生方のご研究は現在でこそ最先端の技術ですが、研technologies; however, I am afraid they were rather minor ﬁelds when you

究を始められた当初はマイナーな分野だったのではないか

ﬁrst started out. How have you opened up these new ﬁelds?

と思います。いかにして、新しい分野を切り拓いてこられ

Fujita: The depletion of natural resources has been a topic of discussion

たのですか？

since the 1970’s, with the oil crisis and problems with environmental

藤田──資源の枯渇というのは、1970 年代から言われてpollution comprising major issues when I was a student, and which

いたことですし、学生時代にオイルショックや公害問題に

remained in my mind throughout the years.

直面したことも意識にはあったと思います。

Under such conditions, magnetic fluid became a starting point for

そうしたなかで私の研究の出発点は、磁性流体の研究に

my research. Magnetic fluid is a liquid material that possesses magnetic

あります。磁性流体というのは、液体でありながら、磁性

properties and is also attracted to magnets. While researching this material,を帯びていて、磁石に吸い寄せられる性質をもっている物

I discovered a phenomenon in which non-magnetic particles aggregated質のこと。この物質を研究するなかで、磁性流体中の非磁in magnetic ﬂuid and I began to think that it might be possible to apply

性粒子の凝集現象を見出し、こうした性質を物質の分離に

this characteristic as a materials separation technique. I then developed

役立てられないかと考えて、比重分離技術の開発を行った

specific gravity separation technology. Although this technology wasのです。今から 30 年以上前に開発された技術ですが、実

initially developed more than 30 years ago, it has been only a few years

用化に結びついたのはここ数年のことなんです。それだけ、

since its practical applications were realized. This shows that research

研究開発には長い時間がかかるということです。ここからand development take a long time indeed. After further developing thisさらに発展させ、現在では、磁性金属液体の製造とエネルギ

research, we are currently producing magnetic liquid metal while at theー機関の基礎研究へと展開を試みています（図 6）。

same time attempting to transform it into the fundamental research of the

酒井──研究者というのは、若い時期は論文を書くことにenergy engine (Figure 6).

注力しなければなりませんし、理論に重きを置きがちなの

Sakai: Young researchers are supposed to focus on writing papers andですが、それがまったく社会の役に立たないというのでは

they tend to emphasize theory over practicality, but it is unfortunate

空しいですよね。私の場合は、手掛けてきた信頼性工学がif society cannot benefit from such research. In my case, I realized that

産業界とかけ離れていて、一向に使われないという現実に

the reliability engineering that I had been working on was far removed

直面し、大学と産業界のギャップを埋めなければならない

from the industrial world and would not be applied in the real world. Iと強く感じたのがきっかけでした。そうして、実際に産業

then began to strongly feel the necessity of plugging the gap between

界の方たちと交流するなかで、先述のようなリスクに関すuniversity research and the industrial world, and this became my starting

るニーズがあることがわかってきたのです。
現在2. 磁性金属液体の製造とエネルギー機関の基礎研究

point. While I was interacting with people in the industrial world, I began

Supercooling conditionof liquid gallium at room
temperature for one year bydispersing nano particlces

Supercooling condition ofliquid gallium at room
temperature for one year bydispersing nano particlces

MagnetN poleLiquid metal gallium
magnetic
ﬂuid gallium magnetic fluid
Liquid metal
dispersing
dispersing ferromagnetic particles
ferromagnetic particles

Magneto-caloric
effectfor
for power
Magneto-caloric eﬀect
power generation
generation

High Temp.
Low Temp.
S poleLow magnetization
Large magnetization

Figure 6. Synthesis of magnetic liquid metal and the basic research of the energy engine
By using a very small temperature difference or magnetic refrigeration, a new energy
engine can develop.
図 6 磁性金属液体の製造とエネルギー機関の基礎研究。わずかな温度差や磁性冷却などを活用し、新エネルギー機関の分野を切り拓く。

5

Preface dialog Shinsuke Sakai & Toyohisa Fujita

Figure 7. The mechanism by which bolts loosen was simulatedon the computer using the ﬁnite element method.
図 7 ボルトがゆるむメカニズムを有限要素法を用いてコンピュー
タでシミュレーションした。

他にも、地味なテーマだけれど、産業界にとってはいまto realize the needs related to risk as mentioned above.

だに重要な問題となっているものもあります。その一つがThere are also other themes which may not be so flashy but are

ネジです。ネジのゆるみによって、重大な事故につながる

nonetheless very important in the industrial world. One of these is theということはよくあるのですが、これまでは実験上でしsimple bolt. Loosened bolts often lead to serious accidents, however,

かゆるみにくさを実証することができていなかった。そこ

up until now, the degree of bolt loosening could only be verified underで我々は、ネジがゆるむメカニズムを有限要素法という手

experimental conditions. We therefore used the finite element method

法を用いて、コンピュータでシミュレーションし（図 7）、

to produce a computer simulation of the exact mechanism of how a bolt

その成果として、ネジ山の接触面を不均一にして、ゆるまloosens. From the simulation results, we succeeded in developing non-ないポルト・ナットを開発したのです。

loosening bolts with uneven contact surfaces for the screw threads (Figure 7).

ほかにも、シミュレーションによって、従来の知見を覆In addition, there are some results that overturn conventional

す結果も出てきています。たとえば、ボルトをナットで締

knowledge as well. For example, the ring that is placed between a bolt andめ付ける際に間に挟み込むわっかを座金と言いますが、こa nut is called a metal washer, while washers that are springy are called

れがバネ状になっているものをバネ座金と言います。バネspring washers. Bolts appear to loosen less easily when spring washersになっているとネジがゆるみにくいような気がしますが、

are used; however simulation results showed exactly the opposite. The

シミュレーションの結果、バネ座金にはマイナス面の方がuse of spring washers had more of a negative effect. Such washers are

大きいことがわかったのです。現在では、使用禁止になっnow prohibited from use in many ﬁelds; however there are some that stillている分野も多いのですが、いまだに知らずに使っている

use them without knowing the risk, so I think we need to ensure that our

ところもあるようなので、私たちの知見を世に知らしめな

results are known throughout the world.

ければと思っています。

Fujita: It is common that new technology is developed based on藤田──実験を行っているとよくあることなのですが、偶

serendipitous discovery. In my case as well, the synthesis of nanoparticles

然の発見から新しい技術が開発されるということはありま

via reaction in surfactant-containing liquid, the aggregation of non-

すね。私の場合も、界面活性剤含有液体中反応でのナノ粒

magnetic particles in magnetic ﬂuid, and metal adsorption to algae were

子製造や磁性流体中の非磁性粒子の付着現象、藻類への金

all very important discoveries that I came across during my experiments.

属吸着などは、いずれも実験で発見した重要な成果です。

On the other hand, as Prof Sakai indicated, in the future it will become

しかし、酒井先生がおっしゃるように、今後は、実験を行

essential to verify experiments not only with experimental repetition,

うだけでなく、それをシミュレーションで確かめることがbut with simulations as well. It is important to be able to handle both

不可欠になってくると思います。実験とシミュレーション、

experimentation and simulation work.

その両方を扱えることが重要ですね。

Sakai: In addition, previous data is also essential when performing risk

酒井──それから、リスク評価において欠かせないのが、

assessment. For maintenance assessment, even if inspections have been

過去のデータです。メンテナンスの評価の場合、検査の記

conducted and recorded, if any previous damage has not been digitized

録だけあっても、過去の損傷が数値化されていないかぎり、(numerically recorded) it cannot be applied to risk assessment. It is

リスク評価に用いることはできません。どういう目的でデ

therefore important to consider for what purpose you are going to use theータを使うのかを考えたうえで、データの集積をしておく

data when you collect it.

ことが肝要です。

Fujita: Exactly. Literature written over 30 years ago is often not organized藤田──おっしゃる通りですね。論文などでも、30 年以in the database and young researchers sometimes repeat similar

上も前のものになるとデータベースに整理されていないこ

experiments that have already been done; I think it is very inefﬁcient. Weとがあって、若い人が同じような実験を繰り返して論文にneed to have a strong consciousness that data is power .

書いていることもあります。非常に無駄だと思います。
「データはパワーである」という認識を強くもたなければなりません。

Importance of having a global perspective
グローバルな視点をもつことの重要性
̶̶I think it is very important to utilize research for the beneﬁt of society.
―― 研究を社会に役立てるというのは、とても重要なこHow can you train yourself to have such awareness?

とだと思いますが、いかにして、そうした問題意識を育む

Sakai: As you can imagine, if your only exposure is to a University, theことができるのでしょうか。

final goal of the research tends to get lost. Therefore, in my laboratory, I酒井──やはり、大学の中にいるだけでは、研究の最終的

recommend that my students go out and see the actual industry fields.

な出口を見失いがちだと思います。そこで、私の研究室のAfter all, it is important for them to personally see from both perspectives.

学生には、できるだけ産業界の現場を見るように勧めていHowever, as they are still students, it might be a little difﬁcult to acquire

ます。やはり自らの目で、両側面を感じることが重要なん

the proper grounding in terms of knowledge and management ability.

6

ですね。ただ、学生のうちからマネジメントの素養を身にAt the same time, Japanese universities are seeking a better state of

つけるというのは、なかなか難しいのかもしれません。

university education. Up until now, universities have typically provided

そうしたなか、大学教育の在り方も模索を続けています。

education to students by building up the basics and then eventually

従来、日本では、教育の進め方として、基礎を積み上げて、

introducing the applications, but recently, Project Based Learning (PBL),

最後に応用へ向かうという流れが一般的だったのですが、

in which you learn the basics in order to solve problems that arise after

最近ではその逆で、PBL（Project Based Learning）とい

a project has been started, is becoming more common. In Westernって、プロジェクトを通じて、そこで派生した問題を解決

countries, PBL is becoming the mainstream of university education and

するために基礎を学ぶという流れが出てきています。欧米

our traditional style has become much less popular. However, each style

ではこちらのほうが主流になっていて、日本のような座学

has both advantages and disadvantages. PBL is effective for acquiring

形式の授業はほとんどなくなりつつある。ただし、それぞ

management sense but the basics tend to be neglected. Ideally, both

れに一長一短あるのです。PBL 方式はマネジメント感覚を

styles should be learned; however, the limitation is time.

身につけるのには有効ですが、基礎がおろそかになりがち

Fujita: In that sense, many project-based curriculums are organized in

なんですね。両方できればいいのですが、時間が限られて

the GMSI, so I hope the students are going to make the most of it. I also

いますからね。

supervise PBL in the GMSI and I am now researching with the students on

藤田──そういった意味では、GMSI では、プロジェクト

the best place to build an underwater explosion recycling plant efﬁciently

型のカリキュラムが多数組まれていますので、ぜひ、活用and economically.

していただきたいと思います。私も GMSI の中で PBL のSakai: I am also working with the students on one of the GMSI projects

指導に当たっていますが、水中爆発のリサイクルプラント

for the development of an electronic medium on which you can write

を、どこに立地したらより経済的で効率的かということを

like paper . Even though the iPad has already been developed, it is still not

学生たちと研究しているところです。

possible to write on it as if you were writing on a piece of paper. The theme

酒井──同様に私も、GMSI のプロジェクトのなかで、学of this project is how we can create the sensitivity of writing on paper. To

生たちと、「紙のように書ける電子媒体」の開発を手掛けachieve this goal, a very wide breadth of knowledge that covers the basicsています。いくら iPad が便利になっても、未だに紙に書

to applications will be needed. Through this type of curriculum, I hope the

くようなタッチでは書くことはできません。紙に書くよう

students will acquire management abilities as well.

な感性をいかに実現するか、というのがこのプロジェクト

One more thing, it is also essential to possess a global perspective. Itの課題です。これを実現するためには、基礎から応用まで、

is very common nowadays for Japanese companies to expand their

じつに幅広い知識が必要になります。そうしたカリキュラ

businesses abroad; therefore, human resources require not only English

ムのなかで、ぜひ、マネジメント能力も磨いていってほしproficiency, but the ability to work in a global society as well. The GMSI

いと思います。

has a number of programs that dispatch students overseas so I hope the

それからもう一つ、やはりグローバルな視点をもつこと

students will make the use of them.

が不可欠です。いまや日本企業の海外進出は当たり前ですSome students worry about the timing, as the period of overseas studies

し、英語を身につけるだけでなく、グローバル社会の中で

may overlap with job hunting in Japan; however, obtaining overseas

活躍する人材が求められています。GMSI では海外派遣のexperience can only be positive career-wise, and is never negative.

プログラムを多数用意していますので、ぜひ活用してもら

Fujita: Exactly. Looking back on my research life, it was my encounters with

いたいですね。

various people that made it possible to apply the technologies to practical

よく、学生の中には、海外留学と就職活動の時期が重な

use. I think it is important to seize every opportunity to interact with as

ることを気にする人もいますが、海外での経験は就職におmany people as possible, both domestically and internationally, throughいてプラスになることはあっても、けっしてマイナスには

conferences, filed trips, and social gatherings. For example, realization

なりませんからね。

of magnetic fluid specific gravity separation technology arose from an藤田──同感です。私の研究者人生を振り返ってみても、

encounter at an international conference with an individual who was

技術が実用化されるにあたって、人の出会いが不可欠でしworking at an industrial company. It is my hope that students will work on

た。国内外を含めて、できるだけ多くの人と、会議、見学、

their research from a wide perspective.

懇親会などで接触する機会が必要だと思います。磁性流体の比重分離技術の実現も、ある国際学会で企業の方とお会いできたのがきっかけだったのです。ぜひ、広い視野をもって研究に臨んでもらいたいと思います。

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 Shinsuke Sakai & Toyohisa Fujita

Engineering Literacy II

工学リテラシー II

Research Assistant

Akira Egawa

江川 陽

Ph.D. students are expected to become future core engineers or
researchers in academia and industry, so we have to acquire theknowledge/skills of not only our research filed but also a wide range ofengineering activities. In order to cultivate such knowledge/skills, thecourse Engineering Literacy II was offered by the GMSI program during
the winter semester. This course invited visiting lecturers mainly fromindustrial ﬁelds, and they lectured about necessary and basic literacy for
research and development activities, such as innovation strategy andacademic-industrial alliance. Dozens of Research Assistant students haveparticipated and gained much from the course.
In some lectures, I was interested in intellectual property (IP). Lectures
on IP consisted of basic knowledge and case studies regarding patents
Lectureand copyrights. In our daily research activities, we always use state-ofthe-art works, such as scientific papers and computer algorithms, as a

博士課程の学生は、学術界や産業界において次世代を担

reference, and produce novel techniques and products by improvement

うエンジニアや研究者になることが期待されている。よっupon previous works. Generally, most of the works are protected byて、学生は自分の研究分野のみならず工学全体に関わる

someone's IP, so we have to be careful to avoid infringing on someone

様々な知識や経験を身につける必要がある。そこで GMSI

else's IP. Moreover, IP can be a good weapon to protect our own rights.

プログラムでは、これらの知識や経験を涵養するために、For this reason, I think knowledge/skills about IP are necessary for an

主に産業界から講師を招き、工学リテラシー II の講義を開

engineer and researcher, and the lecture was a good ﬁrst step to acquire

講している。この講義では工学の分野における様々な基礎

this knowledge.

的な素養に関する講義が行われ、毎回、数十人の RA が参加している。

Through the Engineering Literacy II course, I have expanded my fieldof views about some engineering activities. As it stands now, learned

講義の中では、私は知的財産権に関する内容が最も興味

knowledge is not working knowledge but just book knowledge. So, I want

深いと感じた。この講義では、特許と著作権に関する基礎

to increase and utilize learned knowledge in future research and business

的な知識とケース・スタディが紹介された。日常の研究活

activities.

動においては、学術論文やアルゴリズムなどの他人の成果物を参考にし、これらの成果を発展させることで新しい技術を生み出すことが多い。このような他人の成果物は往々にして何らかの知的財産権によって保護されているため、これらを活用する際には知的財産権を侵害しないように注意しなければならない。さらに、自らの知的財産権は自分の権利や利益を守るための武器にもなりうる。よって、知的財産権に関する知識はエンジニアや研究者において必須であり、この講義はこの知識を身につける最初の一歩として非常に有用であったと思う。
工学リテラシー II の講義を通して、私は工学に関して視野を広げることができた。現状ではこの知識は机上の知識に留まっている。これからは、学んだ知識を実際のビジネ
スや研究開発において活かしていきたい。

LecturerEngineering Literacy Courses II

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

Research Assistant

Hiroki Ashiba
芦葉 裕樹

Nanomechanical resonator sensors with ultrahigh sensitivity
ナノメカニカル振動子を用いた極微物理量センシング
Recent development of surface machining technology has enabledfabrication of nanomechanical structures. Of these nanomechanicalstructures, nanomechanical resonators are devices that utilize mechanicalresonance for various applications. One of the promising applications of
the nanomechanical resonator is a resonator sensor. Resonators change

半導体プロセスに代表される微細加工技術の発展によ

their vibration characteristics due to changes in various physical variables.

り、ナノメートルオーダーの機械構造作製が可能となった。

Since the nanomechanical resonators are very sensitive to the changes,

そのようなナノメカニカル構造の機械的共振を利用する素

they are promising candidates for ultra-high sensitivity sensors. For sensor

子はナノメカニカル振動子と呼ばれ、デバイス応用を目指

applications, it is important to enhance vibration characteristics of theした研究が広く行われている。ナノメカニカル振動子はそ

resonators as well as investigate dynamics of the resonators.

の微小さから外乱に対する感度が非常に高く、超高性能セWe are working on nanomechanical resonator sensors with ultra-high

ンサとしての応用が期待される。種々の物理量入力を振動

sensitivity. To achieve such high sensitivity, we have developed various

子の共振特性変化として検出するナノメカニカル振動子セ

methods to enhance vibration characteristics. One of these methods

ンサにおいては、物理量入力に対するナノメカニカル振動

utilizes stiction phenomena, which is the sticking of nanomechanical子の挙動を明らかにすることはもちろん、振動子の振動性

structures caused by the surface tension of liquids. Some researchers have

能を向上させることも大変重要となる。

reported that tensile strain applied to the resonators results in vibration

我々はこのようなナノメカニカル振動子を用い、極微のcharacteristic enhancement. Although, the strain application had been

物理量センシング実現を目指した研究を進めている。極微

diﬃcult because of the dimensions of the nano structures, we proposedの物理量を検出するためには非常に高性能な振動子が必要

a simple method of applying tensile strain. Resonators fabricated by theとされるため、我々のグループにおいて様々なナノメカ

method are called stiction resonators. The stiction resonators, shown

ニカル振動子の高性能化手法が開発されてきた。例えばスin the figure, are under tensile strain due to the deformation caused by

ティクション現象を利用した方法では、液体の表面張力に

sticking. We observed great enhancement of the vibration characteristics

起因するナノ構造の吸着（スティクション）によってナノfor the stiction resonators.

メカニカル振動子に引張ひずみを印加し、振動性能を大幅

Our objective is detection of ultra-small physical variables, includingに向上させることに成功した。このような知見をもとに新loads and mass. Novel sensing devices will appear by realizing ultra-

たなナノメカニカル振動子センサの開発を進め、極微の荷

sensitive detection, which can change our lives. The nanomechanical

重検出や質量検出の実現を目指す。

resonators are devices having great possibilities.

Working mechanism of nanomechanical resonator sensors

9Young researchers shouldering the future

Scanning electron microscope image of stiction resonators

Research Assistant

Yoshinori Mikawa
三川 祥典

Remote Sensing Technology Using GPS
Reﬂected Signal
GPS 信号の地表反射波を用いたリモートセンシング
Global Positioning System (GPS) is one of the most successful spacetechnologies. The goal of our study is to establish a remote sensing
method using GPS signals reflected off the Earth's surface. In thisapplication, each GPS satellite is utilized as a non-cooperative radar
signal source. The resulting observation system can be simpler than theconventional radar system because all we have to prepare is a receiver
for reflected GPS signals. In addition, GPS is designed to guaranteethat at least four satellites are always in sight, and the signals from GPS
satellites can be received anytime and anywhere. These facts enable more
opportunities of Earth observation for wide and long-term environmental
monitoring.
This concept, however, has several problems to be solved. The weaksignal strength of the reﬂected GPS signal is on the top of the list. This is
the reason why we combined Synthetic Aperture Radar (SAR) technology
with this idea to amplify the weak reﬂected signal and improve its signal-

Space-surface bi-static geometry

to-noise ratio. Development of the algorithm which maps scattering
coefficients of the target region into a two-dimensional space is now

携帯電話からカーナビまで、いまや我々の生活に必要不under way. The important issue is that the geometry of the proposed

可欠なものとなった GPS は、宇宙技術の最も成功した例

system has asymmetry between space and Earth’s surface which is a majorの一つと言える。本研究では、この GPS 信号を利用した

difference from the conventional SAR geometry. Besides, the properties of

新しいリモートセンシング手法として、地表面で反射さCDMA code on GPS signal and special reﬂected signal processing are to be

れた GPS 信号の散乱波を受信する事で、その反射した地

considered in constructing the algorithm.

表面の物性情報を観測する技術の開発を目指している。こうした電波観測では、自身で電波を照射して反射波を得るレーダ式の方法が一般的だが、本手法では GPS 等の電波の反射波を利用するために電波源を用意する必要がな
く，システムの大幅な簡素化が期待できる。さらに GPSは、我々が地球上のどこにいても利用できるように設計されているため、その反射信号も常に受信する事が可能である。すなわち、本手法が確立される事により、より簡易な、
より多くの観測機会が見込まれ、近年、その必要性が高まりつつある広域かつ長期間の環境監視に対するひとつのソ
リューションとして提供する事ができる。
地表面における GPS 信号は雑音レベルにまで低下した微弱信号であるため、
その散乱波の強度は著しく弱い。従って、本研究では合成開口レーダ技術を適用する事で信号対雑音比の向上を図っており、現在は観測域の散乱特性を二次元にマッピングする画像化アルゴリズムの構築に取り組んで

Result of numerical simulation: reconstructed PSFいる。特に留意すべき点は、本手法の幾何学的構成には
地表面と宇宙との間の非対称性が含まれている事や、GPS信号の特性を加味した独自の手法が必要となる事等である。本研究では、これらの新たな課題を解決し、従来の研究を超えた性能を発揮する手法の開発を目指している。

Young researchers shouldering the future

10International research collaboration
海外共同研究Research Assistant

Naoto Yokoya

横矢 直人

I stayed at GIPSA-Lab of Grenoble Institute of Technology to study with
Prof. Jocelyn Chanussot from October 3rd, 2011 for 6 months. GIPSA-Lab
is a top-level laboratory in France where more than 100 Ph.D. students
conduct research on image, speech, signal processing, and automatics.
Prof. Chanussot is the chair of the IEEE Data Fusion Technical Committee
and the leading expert in hyperspectral image and signal processing.
I made progress in my research owing to the fruitful discussions andclear advice from Prof. Chanussot, having a meeting once every two weeks.
I studied the method of estimating the abundance fractions of materials
from hyperspectral images and developed a new method for a nonlinear
spectral mixture model regarding multiple scattering effects. This new
method is applied to my Ph.D. topic: hyperspectral and multispectral data
Grenoble Institute of Technology

fusion, and good results were obtained. I wrote a journal paper and two
conference papers to present these results in geoscience and remote

2011 年 10 月 よ り 6 カ 月 間、 グ ル ノ ー ブ ル 工 科 大 学

sensing society. Prof. Paul Gader from the University of Florida, who is a

GIPSA-Lab の Jocelyn Chanussot 教授と共同研究を行っ

leader in hyperspectral data processing with machine learning techniques,

た。GIPSA-Lab は画像・音声・信号・自動制御に関するstayed at GIPSA-Lab for ﬁve months during his sabbatical. Open discussion

研究を行うフランス国内トップレベルの研究室であり、with Prof. Gader brought me a new inspiration for my future works. I

100 人以上の博士課程学生が籍を置いている。Jocelyn

learned cultural diversity through communication with many students

Chanussot 教授は IEEE Data Fusion 委員長かつハイパーfrom all over the world. Owing to their stories of various kinds of situations,

スペクトル画像を用いた遠隔探査データ解析の権威であI realized that I am blessed with a great environment in my homeる。

laboratory, university, and country. It made me really motivated to study

2 週間に 1 回程度の頻度で Jocelyn Chanussot 教授とミーティングを行いながら共通のテーマについて研究を進めた。活発な議論と的確なアドバイスによって自身の研究

further after returning to Japan.
I would like to thank Prof. Jocelyn Chanussot, Prof. Akira Iwasaki, and the
GMSI ofﬁce for their help and support.

を深化させることができた。とくに、ハイパースペクトル
画像から観測範囲に含まれる物質とその含有率を推定する手法について、多重散乱を考慮した非線形観測モデルを解く新手法を開発した。また、本手法を博士課程の研究テーマである、ハイパースペクトル画像とカラー画像の融合による衛星画像の性能向上に応用し、より良い結果が得られた。研究成果を国際学術雑誌１件、国際学会論文 2 件にまとめた。GIPSA-Lab には、ハイパースペクトル画像解析分野で著名なフロリダ大学の Paul Gader 教授も 5 カ月間
サバティカルで滞在しており、今後の研究について有意義な議論を交わすことができた。また、世界中から集まる多くの学生との交流を通じて、それぞれの文化や多様性を学んだ。各国の情勢を聞くにつれて、自分がいかに恵まれた環境にあるかを再認識し、帰国後のさらなる研鑽を期した。
最後に本渡航にあたり、受け入れていただいた Jocelyn

Chanussot 教授、岩崎晃教授、そしてサポートしていた
だいた GMSI 事務局の皆様に感謝の意を記す。
Grenoble

11

International research collaboration

Engineering Literacy I (PBL)
工学コンピテンシーⅠ（PBL）

Research Assistant

Takaaki Shimura

志村 敬彬

昨年 10 月からスタートした工学コンピテンシーⅠの最終発表、およびレポートの提出が無事終了した。受講して感じたことをまとめたいと思う。
この授業は Project Based Learning（以下 PBL）を行う。
欧米の大学院教育では積極的に取り入れられているそうだ
が、私も受講するまで名前すら聞いたことがなかった。講義といっても、実際はチームで取り組む短期研究である。
受講者全員が集まる機会も、初回、中間、最終のそれぞれの発表の場のみ。夏までに関連企業からテーマが提案され、受講する学生は希望のテーマ別にチームに振り分けられる。私はエネルギー分野に関心があるので、海洋エネルギー

The audience at ﬁnal
presentationの新しいコンセプト提案を選んだ。チームは 7 名、うち留学生が 5 名という構成だった。
各チームには Facilitator というアドバイザーがつくが、原則としてプロジェクトの推進はメンバーのみで行われる。従って、ミーティング内で飛び交う意見は全て対等であり、先生が言ったからこうする、などということはほとんどない。良い意見が出れば然るべき反応が返ってくるし、反対意見を述べるのも自由である。与えられるテーマも最Commendation of best presentation award

初は漠然としたものであり、何に着目するか、何をゴールにするか最終的な方針は自分たちが判断をする。それゆえ、This past half-year, I worked on Project Based Learning (PBL) for the class

プロジェクトのゴールまでの責任は全てメンバーにある。

Engineering Competency I. It was really a precious opportunity to get a

これが PBL の最大の醍醐味だと思う。

feeling for what leadership is, as well as what the teamwork is.

様々な専門分野の学生が集まり、対等な立場で議論をし、In the PBL class, students are divided into several teams depending on

それを短期である程度の結果にまとめ上げる。このようなtheir preferred topic provided by companies. I chose the topic about ocean

経験は PBL を受講しない限りできなかったと思う。博士

energy. Basically, the goal and the process of each project is determined

課程になると研究室での活動がメインで、横の繋がりが少by the team members, which means everybody is responsible for the

なくなるが、PBL を通して新しい視野、発想をメンバーか

project. In the team meetings, members are equal in suggesting ideas,

ら得ることができたことは、大変貴重な経験になったと感

nothing is forced from companies or supervisors. This is a most important

じた。リーダーシップ、チームワークとは何かということfeature of the PBL, and helps make it both diﬃcult and interesting. There

も、GMSI の講義、セミナー等で盛んに耳にするが、実践

were several things to overcome though, and it was very enjoyable for meに敵うものはないと思う。リーダーシップとは、他の人た

to discuss with other Ph.D. students. In the everyday life in the laboratory,

ちを引っ張っていくことだとずっと考えていたが、ある一

we tend to work by ourselves or with a limited number of people. I think

人がずっとトップでプロジェクトを進めていたら、すぐに

it is worth taking the PBL class so that we can see diﬀerent points of view

限界がきていたように思う。メンバーそれぞれが自分の得from our team members.

意とすることがあり、それは物事を俯瞰的にみること、局

During this PBL project, I also learned what leadership is and what

面で打開策を提示できること、全体の論理の流れを整理す

teamwork is. In other GMSI classes and seminars I often heard about

ることなどだが、どれもその時々において立派なリーダー

leadership, but we can’t obtain real leadership without actual experiences

シップだといえると思う。ぜひ、他の人たちにも PBL を

like PBL. I realized that leadership means not only the actions of the leader

積極的に受講して欲しいと思う。

of a team, but also incorporating the actions and suggestions of those

最後に、最終発表の場で自分たちが BEST AWARD に選
ばれ、本当に嬉しかったことを付け加えておきたい。

who can oﬀer good ideas or help solve problems.
I think our team was a good team. We did our best in this half-year, andin the end we won the best PBL award at the final presentation. I reallyacknowledge everyone who supported us.

Engineering Literacy I (PBL)

12

The fourth GMSI International Symposium
第 4 回 GMSI 国際シンポジウム

Research AssistantNikaido Fumiya

二階堂 文也

The fourth GMSI International Symposium was held at Fukutake Hallat the University of Tokyo on March 2, 2012. This symposium was for (i)discussions about education for Ph.D. students and requirements fromsociety to graduate schools and (ii) the research presentation by Ph.D.
students in GMSI and other GCOE as transmission of information fromuniversities to society. Five leaders of GMSI and other GCOE centers,
and two university professors from outside Japan gave talks about theireducation programs for Ph.D. students. Six Ph.D. students in GMSI andother GCOE also gave a talk about their oversea studies, internships andother works in the education programs. Seventy-seven Ph.D. students
in GMSI and other GCOE program gave poster presentations about theirresearch. The leader of GMSI, university professors from outside Japan, andPoster Session

Japanese industry leaders held a panel discussion about global leadershipeducations for Ph.D. students.
I gave a poster presentation and discussed with the participants.

2012 年 3 月 2 日、 東 京 大 学 福 武 ホ ー ル に て 第 4 回

It was important to explain my work clearly for those who had other

GMSI 国際シンポジウムが開催された。GMSI を含む国内

backgrounds since the backgrounds of the participants were wide-

機械系 GCOE 拠点や海外の大学で実施されている博士課

ranging.

程の教育プログラムが紹介され、社会は大学院教育に対してどのようなことを要請しているのか、それを受けて博士
教育はどうあるべきなのか、博士教育の今後の展開について産業界からご参加いただいた方々とともに議論が行われた。また大学から社会への情報発信として、GMSI その他の
国内機械系 GCOE 拠点で行われている研究が紹介された。
まず、国内機械系 GCOE 拠点のリーダー 5 名および海外の大学の教授 2 名がそれぞれの拠点や大学における博士課程教育の取り組みについて講演した。次に、国内機械
系 GCOE 拠点の博士学生 6 名が海外留学やインターンシッ
プなどの教育プログラム受講事例について発表した。また、国内機械系 GCOE 拠点の博士学生 77 名がそれぞれの研究についてポスター発表を行った。さらに、
GMSI のリー
ダーおよび海外の大学の教授、産業界からご参加いただいた方々で、グローバルリーダー養成に向けた博士教育についてパネルディスカッションが行われた。
私もポスターセッションで自身の研究を発表し、参加者とディスカッションをした。シンポジウム参加者の専門領域は多岐に渡っており、専門の研究テーマを専門外の方にいかにわかりやすく伝えるかがポイントとなった。

13

The fourth GMSI International Symposium

LectureActivity Report of Academic Year 2011
● International Symposium2012.03.02 4th GMSI International Symposium● Workshop Series

2011.06.09-2011.06.11
GMSI-COSM-UT2 Workshop 20112011.09.25-2011.10.01
2011 GMSI International Workshop on Metrology
2012.02.01-2012.02.02
The 4th Aerospace Innovation Workshop
2012.03.05-2012.03.11
GMSI-GSISH Winter School on Recent Advances in Biomedical
Engineering
2012.03.16-2012.03.20
2012 GMSI International Workshop on Numerical Simulations of
Fluid/Thermal Systems● Lecture Series

2011.05.19
Engineering literacy courses Ⅰ Lecture / The 3rd Competent
Leader Lecture
2011.05.26
The 8th GMSI International Lecture
2011.06.30
Engineering literacy courses Ⅰ Lecture / The 8th Competent
Leader Lecture
2011.09.22
The 9th GMSI International Lecture
2011.12.01
The 14th Innovation Leader Lecture
2011.12.08
The 15th Innovation Leader Lecture● Open Seminars

2011.05.25 The 77th GMSI Open Seminar
Lecturer: Sushi Suzuki (Instructor in Design Innovation at Ecoledes Ponts Paris Tech )Moderator: Yoko Chikuni (Ofﬁce of International Cooperation andExchange School of Engineering)
Title: ME310 Design Innovation in Paris - Global network ofdesigners, engineers, and innovators challenging complex realworld problems 2011.05.19 The 78th GMSI Open Seminar
Lecturer: Christian Elsaesser (Fraunhofer Institute for Mechanics ofMaterials IWM / Professor)
Moderator: Yuichi Ikuhara (Institute of Engineering Innovation /Professor)
Title: First-principles modelling of dopants at interfaces intransparent conducting oxides
2011.06.28 The 79th GMSI Open Seminar
Lecturer: Katsumi Nakamura (Vice president of Renault, Directorof Nissan Motor Co)
Moderator: Naoto Kasahara (Department of Nuclear Engineeringand Management / Professor)
Title: Knowledge about how to be active in the international
community
2011.07.19 The 80th GMSI Open Seminar
Lecturer: Iwasak Iwao (University of Minnesota / Professor
Emeritus)
Moderator: Toyohisa Fujita (Department of Geosystem
Engineering / Professor)
Title: NRI ironmaking, an alternative to blast furnace
2011.08.09 The 81st GMSI Open Seminar
Lecturer: Francois Conti (Artiﬁcial Intelligence Laboratory,
Department of Computer Science, Stanford University / Lecturer)
Moderator: Kanako Harada (Department of MechanicalEngineering / Assistant Professor)
Title: Haptics Technologies & Applications
2011.09.29 The 82nd GMSI Open Seminar
Lecturer: Masashi Watanabe (Materials Science and Engineering,
Lehigh University, USA / Associate Professor)
Moderator: Yuichi Ikuhara (Institute of Engineering Innovation /Professor)
Title: Atomic-resolution Spectrometry using Aberration-corrected
STEMs in Combination with Multivariate Statistical Analysis
2011.12.16 The 83rd GMSI Open Seminar
Lecturer: Alan McGaughey (Department of MechanicalEngineering, Carnegie Mellon University, USA / Associate
Professor)
Moderator: Junichiro Shiomi (Department of MechanicalEngineering / Associate Professor)
Title: Thermal transport by phonons in thin ﬁlms
2011.10.18 The 84th GMSI Open Seminar
Lecturer: Rick Luettich (Institute of Marine Sciences, University ofNorth Carolina at Chapel Hill, USA / Professor)
Moderator: Shinobu Yoshimura (Department of Systems
Innovation / Professor)
Title: High Resolution, High Performance Modeling of Storm Surgeand Inundation using ADCIRC
2011.10.28 The 85th GMSI Open Seminar

Lecturer: Ondrej Krivanek, FRS (Nion Co., Kirkland, Washington
State, USA)
Moderator: Yuichi Ikuhara (Institute of Engineering Innovation /Professor)
Title: Aberration-corrected scanning transmission electron
microscopy (STEM)
2011.11.01 The 86th GMSI Open Seminar
Lecturer: Kisuk Kang (Department of Material Science andEngineering, Seoul National University / Professor)
Moderator: Shu Yamaguchi (Department of Material Engineering/ Professor)
Title: Design of Electrode materials for Lithium Rechargeable
Batteries
2012.01.11 The 88th GMSI Open Seminar
Lecturer: Nigel D. Browning (Chief Scientist for Chemical Imaging
and Laboratory Fellow, Chemical and Materials Sciences Division
Paciﬁc Northwest, National Laboratory, USA / Professor)
Moderator: Yuichi Ikuhara (Institute of Engineering Innovation /Professor)
Title: In-Situ TEM: From High Spatial Resolution to High Temporal
Resolution
2012.01.26 The 89th GMSI Open Seminar
Lecturer: Jung Kim (Korea Advanced Institute of Science andTechnology (KAIST) / Associate Professor)
Moderator: Mamoru Mitsuishi (Department of MechanicalEngineering / Professor)
Title: Physical Human-Robot Interactions from medical robotics to
assistive technologies
2012.02.24 The 90th GMSI Open Seminar
Lecturer: Frank Ernst (Department of Materials Science andEngineering, Case Western Reserve University, U.S.A / Professor)
Moderator: Yuichi Ikuhara (Institute of Engineering Innovation /Professor)
Title: Surface Engineering of Alloys by Colossal Super saturation
with Interstitials
2012.02.20 The 91st GMSI Open Seminar
Lecturer: Seungho Kim (Nuclear Robotics Laboratory, Korea
Atomic Energy Research Institute, Korea / Project Manager,
Principal Researcher)
Moderator: Hajime Asama (Department of Precision Engineering /Professor)
Title: The Development of Highly Radiation-Hardened Remote
Controlled Robot in Nuclear Power Plants
2012.03.09 The 92nd GMSI Open Seminar
Lecturer: Gwo-Bin Vincent Lee (Department of Power MechanicalEngineering, National Tsinghua University, Taiwan / Professor)
Moderator: Yuji Suzuki (Department of Mechanical Engineering /Professor)
Title: Enabling microﬂuidic platforms for screening of biomarkers
and fast diagnosis of infectious and diagnosis diseases
2012.03.06 The 93rd GMSI Open Seminar
Lecturer: Mamoru Mitsuishi (Department of MechanicalEngineering, School of Engineering, The University of Tokyo /Professor)
Moderator: Mamoru Mitsuishi (Department of MechanicalEngineering / Professor)
Title: Computer integrated system for bone cutting surgery
2012.03.06 The 94th GMSI Open Seminar
Lecturer: Kensaku Mori (Strategy Ofﬁce, Information andCommunications Headquarters,Nagoya University / Professor)
Moderator: Mamoru Mitsuishi (Department of MechanicalEngineering / Professor)
Title: Fusional-aid for Diagnosis and Surgery Based on
Computational Anatomy Model- Toward New Era of Computer Assisted Surgery –2012.03.06 The 95th GMSI Open Seminar
Lecturer: Masakatsu G. Fujie (Faculty of Science and Engineering,
Graduate School of Science and Engineering, Waseda University /Professor)
Moderator: Mamoru Mitsuishi (Department of MechanicalEngineering / Professor)
Title: Approach to an elderly dominated society- Introduction of Global Robot Academia –2012.03.07 The 96th GMSI Open Seminar
Lecturer: Axel Haase (Institute for Medical Engineering Technische
Universität München (TUM) / Professor)
Moderator: Mamoru Mitsuishi (Department of MechanicalEngineering / Professor)
Title: Nuclear Magnetic Resonance Imaging with
Hyperpolarization
2012.03.07 The 97th GMSI Open Seminar
Lecturer: Kiyoyuki Chinzei (Surgical Assist Technology Group,
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology(AIST) / Leader)
Moderator: Mamoru Mitsuishi (Department of MechanicalEngineering / Professor)
Title: How to proceed your robot to clinical research
2012.03.08 The 98th GMSI Open Seminar
Lecturer: Darius Burschka (Machine Vision and Perception
Lab, Department of Computer Science, Technische Universität
München (TUM) / Professor)
Moderator: Mamoru Mitsuishi (Department of MechanicalEngineering / Professor)
Title: Perception Modeling for Sensory Substitution in Medical
Applications

2012.03.08 The 99th GMSI Open Seminar
Lecturer: Makoto Hashizume (Department of Advanced Medical
Initiatives, Faculty of Medical Sciences, Kyushu University /Professor)
Moderator: Mamoru Mitsuishi (Department of MechanicalEngineering / Professor)
Title: Recent Advance of Computer-Assisted Minimally Invasive
Surgery
2012.03.08 The 100th GMSI Open Seminar
Lecturer: Yoshitaka Masutani (Department of Radiology, The
University of Tokyo Hospital, and Division of Radiology andBiomedical Engineering, The University of Tokyo Graduate Schoolof Medicine / Assistant Professor)
Moderator: Mamoru Mitsuishi (Department of MechanicalEngineering / Professor)
Title: Mathematical Methods in Anatomical Landmark Detection
for Robust Computational Understanding of Clinical Images
2012.03.09 The 101st GMSI Open Seminar
Lecturer: Ichiro Sakuma (Department of Precision Engineering /Department of Bioengineering, School of Engineering, The
University of Tokyo / Professor)
Moderator: Mamoru Mitsuishi (Department of MechanicalEngineering / Professor)
Title: Computer Aided surgery, Biomedical Measurement, andSurgical Robotics
2012.03.09 The 102nd GMSI Open Seminar
Lecturer: Yoshikazu Nakajima (Department of Bioengineering,
School of Engineering, the University of Tokyo / Associate
Professor)
Moderator: Mamoru Mitsuishi (Department of MechanicalEngineering / Professor)
Title: Computer assistance in the alignment of surgical tools● Evening Seminars

2011.05.26 The 25th GCOE Evening Seminar
Lecturer: Kotobu Nagai (Global Research Center for Energy &Environment Materials / Manager Director)
Moderator: Shinsuke Sakai (Department of MechanicalEngineering / Professor)
Title: Anticipation of third wave of enginerring – Henry Dyer’s
desire for growing Japan
2011.06.16 The 26th GCOE Evening Seminar
Lecturer: Seiko Shirasaka (Graduate school of System Design andManagement / Associate Professor)
Moderator: Shinichi Nakasuka (Department of Aeronautics andAstronautics / Professor)
Title: Systems Engineering - New old approach 2011.07.14 The 27th GCOE Evening Seminar
Lecturer: Hiroshi Iida (The Open University of Japan / Guest
Professor)
Moderator: Tatsuya Okubo (Department of Chemical System
Engineering / Professor)
Title: The Future of Japan standing at the crossroads JmindInnovation and Paradigm Shift2011.08.01 The 28th GCOE Evening Seminar
Lecturer: Kagami Shigeo (The University of Tokyo Divisionof University Corporate Relations (DUCR) / Professor, General
Manager - Science Entrepreneurship and Enterprise Development(SEED))
Moderator: Kazuro Kageyama (Department of Technology
Management for Innovation / Professor)
Title: Entrepreneurship : The Key for Japan’s Revival
2011.10.27 The 29th GCOE Evening Seminar
Lecturer: Makoto Morita (Mitsubishi Chemicail Corporation
Intellectual Property Department / Group Manager)
Moderator: Yukio Yamaguchi (Department of Chemical System
Engineering / Professor)
Title: Intellectual Property and Business Strategy
2011.11.10 The 30th GCOE Evening Seminar
Lecturer: Masashi Iwatsuki (JEOL Ltd. / Representative Director
and CTO)
Moderator: Yuichi Ikuhara (Institute of Engineering Innovation /Professor)
Title: Company Activity for Global Society- Based on the practical case study 2011.11.24 The 31st GCOE Evening Seminar
Lecturer: Soichi Nagamatsu (Ricoh Company, Ltd / Corporate
Senior Vice President)
Moderator: Sunao Ishihara (Department of MechanicalEngineering / Professor)
Title: Corporate Innovation Policy
2011.12.22 The 32nd GCOE Evening Seminar
Lecturer: Kenichi Nakamura (Nakamura-Tome Precision Industry
Co.,Ltd / President)
Moderator: Masanori Kunieda (Department of Precision
Engineering / Professor)
Title: Japanese machine tool contributes to global industry
2012.01.19 The 33rd GCOE Evening Seminar
Lecturer: Makoto Jinno (R&D Center, Terumo Corporation)
Moderator: Yasuyuki Yokono (Department of MechanicalEngineering / Professor)
Title: Robotic forceps for laparoscopy

14

vol.12 2012 年 3 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/