太陽系フロンティア開拓による人類の生存圏・活動領域拡大に向けた
オープンイノベーションハブ

2021年度

事業概要

国立研究開発法人

宇宙航空研究開発機構

目

次

C

O

N

T

E

N

T

S

はじめに
宇宙探査イノベーションハブの活動についてー 006

宇宙と地上の融合によるイノベーション

ー 007

情報提供要請（RFI）から研究成果創出までの流れ ー 008

研究領域概要各研究領域
広域未踏峰探査技術

共通技術

ー 022

自動・自律型探査技術 ー 016

チャレンジ研究ー 026

地産・地消型探査技術 ー 018

共同研究

ー 026

宇宙医学/健康管理技術 ー 028

民生ロボットー 029

有人与圧ローバ

ー 028

環境制御・生命維持システム（ECLSS） ー 029

水素利用

ー 029

惑星保護技術ー 012

新しい研究領域ー 030

研究テーマ概要
広域未踏峰探査技術

002

RFP1 ／課題解決型

パワー密度が世界最高の小型アクチュエータの開発
次世代アクチュエータ用超小型高精度絶対角度センサ変調波レゾルバの開発
医療福祉機器向け小型高トルクアクチュエータの開発
超高出力密度を実現する流体系スマートアクチュエータシステムの開発と実用化検討
マルチステータ型耐環境高効率電磁モータの研究

ー 032
ー 033
ー 034
ー 035
ー 036

RFP1 ／アイデア型

地中・地表面探査を目的とした昆虫タイプ小型移動ロボット
不整地を歩行・跳躍探査する昆虫型ロボットのプロトタイプ開発
小型ロボット技術 制御技術
複数の非駆動型探査機のフォーメーション制御による高効率・低コスト広域探査技術
超分散ロボット群による三角測量に基づく自己位置推定と地図生成
環境適応型不整地自律走行プラットフォームの研究
RT ソリューション技術に基づく合体変形型移動ロボットの環境認識移動知能化技術の研究開発

ー 037
ー 038
ー 039
ー 040
ー 041
ー 042
ー 043

RFP2 ／アイデア型

大型マルチロータ機のコンパクト化の研究開発について

ー 044

RFP3 ／課題解決型

小型・軽量化のためのMHz帯駆動DC-DCコンバータの先進要素開発

ー 045

RFP3 ／アイデア型

フィールドのエネルギを利用した超低消費エネルギ型環境探査モニタリングシステム
異種・複数小型ロボットを用いた確率的領域誘導による環境探査システムと要素技術の検討
超高感度マルチカメラや深層学習を利用した高付加価値vSLAM技術の研究開発
テクスチャレスシーンのためのロバストなVisual SLAMの研究

ー 046
ー 047
ー 048
ー 049

RFP4 ／課題解決型

複数小型ロボットを用いた確率的環境探査システム
分散協調型ロボットによる製造工場等の物品供給システムの開発研究
群 AGV（Automated Guided Vehicle）の開発
空気圧人工筋肉を用いた蠕動運動による連続捏和・搬送技術の実用化検討

ー 050
ー 051
ー 052
ー 053

RFP4 ／アイデア型

インフレータブル構造部材を用いた自動展開・収納方法の検討
ポリイミドフィルムを用いた極薄・極軽量インフレータブル構造体の検討

ー 054
ー 055

RFP5 ／アイデア型

広域探査および通信網確立のための羽ばたき移動体の開発

ー 056

2021年度事業概要

RFP6 ／アイデア型

路面情報に基づくSLAM技術と動的経路生成のための組込実装技術の研究
ー 057
不定形物質サンプルの複段採取を実現するトーラス型分収納ハンド機構の開発
ー 058
月面有人与圧ローバ用太陽電池パドル及びアンテナへの適用を想定した扇子型展開機構による軽量かつ再収納可能な展開機構の研究 ー 059
従来の金属線からなる信号用電線（アルミ電線）を軽量化かつ高強度とする繊維電線の研究ー 060

自動・自律型探査技術
RFP1 ／課題解決型

遠隔操作と自動制御の協調による遠隔施工システムの実現
超軽量建機アタッチメントおよびブーム等の開発および実地検証

ー 061
ー 062

RFP1 ／アイデア型

スクリュードライビングサウンディング(SDS)による月面でも利用可能な地盤調査技術の確立
アースオーガによる地盤掘削時の施工情報を利用した地盤定数推定法
締固め困難材料に対する振動等を用いた効果的な締固め方法と走行安定性の検証

ー 063
ー 064
ー 065

RFP2 ／アイデア型

建築分野の無人化施工に関するシステム検討

ー 066

RFP3 ／課題解決型

遠隔操作およびアタッチメントの自動脱着可能な軽量建機システム等の開発と実地検証
持続可能な新たな住宅システムの構築
アースオーガ掘削情報による地盤推定のシステム化検討

ー 067
ー 068
ー 069

RFP3 ／アイデア型

効率的なバケット掘削のための地盤情報取得技術ー 070

RFP4 ／課題解決型

林業機械システムの自動化による省力化の研究について

ー 071

RFP4 ／アイデア型

ロードヘッダ／掘削機械の自律的動作を実現する AI、IoT 技術を用いた制御方式研究
超広帯域電磁波計測による地下電気物性分布の可視化

ー 072
ー 073

RFP5 ／アイデア型

電動駆動制御による砂地走破性の向上

ー 074

RFP6 ／課題解決型

力制御機能を有した建設機械の研究開発
カメラ可視光通信を用いた非GNSS利用広域高精度測位

ー 075
ー 076

地産・地消型探査技術
RFP1 ／課題解決型

小型2次元イメージング分光器の開発による水氷センシング技術の研究
液体を使わない建設資材の現地生産技術の研究
現地資源からの建設資材の製造システム

ー 077
ー 078
ー 079

RFP1 ／アイデア型

土砂や火山灰の形成技術
火成岩あるいは粘土鉱物を主体とする土質材料からの建設材料の作製
月土壌の水素還元システムの構築 -低品位原料の工業的利用を目指してプラズマ・触媒ナノ粒子複合反応場によるCO2資源化技術の開発

ー 080
ー 081
ー 082
ー 083

RFP2 ／課題解決型

ガス中微量水分計の小型・軽量・ロバスト化技術の研究
マイクロ波凍結乾燥技術（氷から水をつくる技術）

ー 084
ー 085

RFP3 ／アイデア型

植物生産へ適用可能な高性能人工構造タンパク質素材の開発
袋培養技術を活用した病虫害フリーでかつ緊急時バックアップも可能な農場システムの研究
穀物増産を実現する種子へのプラズマ大量処理技術開発
月面農場における高カロリー作物栽培システムの要素技術開発
摂食可能なジャガイモの完全閉鎖型・完全水耕型人工栽培システムの基礎検討

ー 086
ー 087
ー 088
ー 089
ー 090

RFP4 ／アイデア型

難還元性酸化物の水素還元システムによる機能性材料の製造
AM技術による舗装の構築・修復に関する研究開発
水利用効率を高めた屋内型ドライフォグ栽培システムの開発
食用藻類スピルリナを用いた省資源かつコンパクトなタンパク質生産システムの開発

ー 091
ー 092
ー 093
ー 094

RFP5 ／課題解決型

多種類の揮発性物質に対する高感度・高精度な可搬型ガスクロマトグラフの開発

ー 095

RFP5 ／アイデア型

LEDによる多段型回転式ミニトマト栽培システムおよび自動収穫ロボットの開発
ー 096
人工光型植物工場に適したリサイクル可能な新規作物栽培用培地の開発
ー 097
メタン発酵を基盤とした省スペースなクワッドジェネレーション型植物残渣リサイクルシステムの開発 ー 098

2021年度事業概要

003

月面探査と土木建築でのデュアルユースを視野に入れた次世代型の中性子水モニタの開発
低濃度CO2の低コスト分離・濃縮・貯蔵・利用装置の開発
閉鎖型生物残渣高速液化技術と環境浄化型養液栽培技術の確立
セミドライフォグ栽培システムにおける噴霧制御の自動化

RFP6 ／アイデア型

レーザー加熱による土質材料の有効利用に関する研究ー 103
バイオベースCFRPと真空対応型ケミカルリサイクルシステムの開発
ー 104
宇宙線に対し高い遮蔽能を有する “特殊” BASHFIBER®（及び繊維構造体）の開発
ー 105
養液ゼロエミッション型水耕栽培システムの実現に資するパルス電界印加法を応用した殺菌技術の開発校 ー 106
植物工場に使用する養液の自動殺菌およびその技術を組み込んだ養液再生システムの研究
ー 107
持続的・地産地消型の食料生産を目指した「藻類・動物細胞リサイクル培養システム」の構築
ー 108
CO2を炭素源とする電気化学的アミノ酸合成プロセスの開拓
ー 109
次世代分光技術デュアルコム分光による多成分ガスの高精度・リアルタイム分析技術の開発
ー 110

共通技術

004

ー 099
ー 100
ー 101
ー 102

RFP6 ／課題解決型

RFP1 ／課題解決型

移動体搭載用の燃料再生可能な燃料電池システム用超高圧複合容器製造技術
全固体リチウムイオン二次電池の開発
固体化マリンレーダーの開発
長距離空間光通信を実現する光通信モジュールに関する研究

ー 111
ー 112
ー 113
ー 114

RFP1 ／アイデア型

多目的全方向移動クローラー共通台車の設計

ー 115

RFP2 ／課題解決型

超高感度二次元同時距離計測センサの開発

ー 116

RFP2 ／アイデア型

マルチスケール構造制御による最適設計可能な衝撃吸収金属材料の理論構築と実用化検討
ポーラスAlの気孔構造制御による軽量衝撃吸収材料の開発
カーボンナノチューブ/シリカ多孔体コンポジット材料による軽量断熱材料の開発
極低温領域を想定した高性能断熱材および軽量な真空断熱構造の開発

ー 117
ー 118
ー 119
ー 120

RFP3 ／課題解決型

高効率・低コスト・軽量薄膜ペロブスカイト太陽電池デバイスの高耐久化開発

ー 121

RFP3 ／アイデア型

光電変換材料を用いた高感度放射線検出デバイスの開発

ー 122

RFP4 ／課題解決型

高機能化マリンレーダーの開発
スケーラブル完全孤立系燃料電池の研究開発

ー 123
ー 124

RFP4 ／アイデア型

高信頼性・小型スターリング冷凍機の開発
太陽電池用波長変換材料の開発
システム機器診断のための超小型ハーネスフリーセンサシステム実現の基盤研究
ゼーベック素子を用いたサーマルハーベスター基盤研究

ー 125
ー 126
ー 127
ー 128

RFP5 ／アイデア型

小型・軽量・高効率・低EMC電源を実現する電源基板設計技術
超軽量電磁波遮蔽材料の開発
MTJ/CMOS Hybrid 技術による待機電力不要システム研究、及びその耐環境性試験（宇宙用途向け）

ー 129
ー 130
ー 131

RFP6 ／アイデア型

宇宙トイレのための蠕動ポンプを用いた革新的混合搬送・処理システムの開発
ー 132
艤装性に優れた液体水素貯蔵タンク等向けMLIの高性能化
ー 133
推薬液化エネルギーを低減する磁気冷凍技術の研究開発
ー 134
高効率熱交換チューブとボイルオフガス/冷凍機ループによるタンク冷却システム
ー 135
液化水素流量計測技術の開発
ー 136
薄膜ニッケル電気めっきを施した複合材による液体水素、液体酸素貯蔵系の軽量化
ー 137
高結晶性グラファイトを用いた熱輸送部材の開発
ー 138
宇宙環境に適合した高機能熱硬化性光学材料の最適化検証および関連光学部品の開発
ー 139
可搬型大気圧プラズマ表面消毒装置の開発とその効果を簡便に目視判定する新しいバイオロジカルインジケータの提案 ー 140
人と環境とに完全に安全無害な高速低温酸素プラズマ滅菌
ー 141
沸騰連結効果の最大化 ～高効率水電解に向けて～ー 142
持続可能な防塵または除塵性能を有する機構または表面の研究
ー 143
月面洞窟内作業ロボットへのワイヤレス通信・無線電力伝送用超小型集積化アレーアンテナに適応するGaN整流素子の開発- ー 144

2021年度事業概要

チャレンジ研究

RFP4

光エネルギーおよび省リソース「藻類・動物細胞共培養リサイクルシステム」による持続的な食糧・タンパク質の生産 ー 145

RFP5

極低温環境における単結晶Cu-Al-Mn 形状記憶合金の駆動特性
医学・宇宙応用を目指した超高解像3Dイメージング手法の開発

ー 146
ー 147

RFP6

外皮と床が即時展開されるベースキャンプとその内部緑化空間の構築「アルミニウム－水」ハイブリッド燃焼を用いた推進系の開発

ー 148
ー 149

共同研究

全天球カメラの宇宙利用
小型プラズマ源による真空下の除電技術の検証

ー 150
ー 151

参

考

ー 154
共同研究参加企業・大学等 ー 159
採択一覧

探査ハブの他機関との連携関係構築状況
メディア掲載実績

ー 160
ー 161

2021年度事業概要

005

宇宙探査イノベーションハブの活動について
はじめに「科学技術イノベーション総合戦略2014」～未来創造に向けたイノベーションの懸け橋～(平成26年６月24日 閣議決定)という国の方針が示され、この中で、公的研究機関の「強み」や地域の特性を生かして、イノベーションハブの形成に取り組むことが求められました。
これを受け、国立研究開発法人 宇宙航空研究開発機構（JAXA）でも、様々な異分野の人材・知識を集めた組織を構築し、これまでにない新しい体制や取組でJAXA全体に研究の展開や定着を目指すため、平成27年４月１日に、「宇宙探査イノベーションハブ」が新しく設置、相模原キャンパス内に場所を構え、約30人(併任等含む)で新しい活動に取り組み、宇宙探査によるイノベーションが期待できる環境が整ってきました。
宇宙探査の進展により人類の生存圏・活動領域を拡大することは、新たな宇宙開発利用の価値創出に繋がります。今後10～20年の宇宙探査は、民間企業を含む多様なプレーヤーが参画し、国際
協働・競争による月・火星への探査に向けた活動を中心に進められようとしており、2020年代には、主要国は月・火星へと活動展開する計画を有し、宇宙利用の国際競争が激化します。
宇宙探査を優位に牽引・協調するには、設計思想や技術開発方向の転換を図り、革新的技術をオールジャパン体制で獲得する必要があります。宇宙探査ハブでは、民間企業を含めた多種多様なプレーヤーが月・火星への利用に参画する姿を描き、「はやぶさ」「はやぶさ２」等の技術の強みと合わせて、非連続かつ大胆な分散協調型の方式開発や先行地上技術の宇宙実装など、既存概念にとらわれないシステム改革を推進します。さらに国民経済への貢献など研究開発の出口を明確にするため、研究課題の設定の段階から民間企業等からのニーズを取り込んで研究開発を進めています。

事業化により産業振興
新産業の創出イノベーションの創出

in
n

ov
at

io

n

宇宙探査イノベーションハブの取組み

宇宙開発
利用の拡大

宇宙探査技術への波及
技術
地上

企業・大学・
研究機関

月着陸探査
火星探査
太陽系探査
月面基地

地上技術

資源利用
燃料電池
バイオニクス エネルギー再生
マイクロマシン･センサ
最先端ロボティクス
アクチュエータ
自動運転
無人施工

宇宙探査事例①移動型探査ロボットのアクチュエータ②月面・火星基地の遠隔施工③月面・火星基地用資材を現地で製造するシステム

宇宙探査シナリオ・ミッションの実現
006

2021年度事業概要

地上技術

極
の積

的

利

用

社会課題の解決・産業競争力向上
事業化事例

参加者の拡大①自動車、航空機（ドローン）分野の電化技術②遠隔化・自動化された建設技術③新たなプロセスによる建築資材製造技術

宇宙と地上の融合によるイノベーション

建てる

作る

探る

建てる
•遠隔施工による無人建設•軽くて大きな建設機械

住む

探る

作る

•昆虫型ロボットによる広域探査•小さくてもパワーの出せるモータ•僅かな水を検知するセンサー

日本が得意とする地上の最先端技術の応用
現地生産資材

建機の遠隔操作住む•再生可能な燃料電池•燃料保存断熱タンク•植物生産•放射線防御•水を使わない
コンクリート•砂からの資源抽出（水や鉱物）

地上の産業競争力向上
災害用ロボット

無人施工技術© 東急建設、© 鹿島建設、© 四国新聞、©JAXA

2021年度事業概要

007

情報提供要請（RFI）から研究成果創出までの流れ
はじめに

アイデア

情報提供要請（RFI）

・オープンイノベーション
フォーラム
・課題設定ワークショップ 等

公募課題に
練り上げ

研究提案募集（RFP）
審査、研究調整、
チーム編成

採択・共同研究契約締結
研究開始
JAXA施設の提供

共同研究
課題解決型

宇宙探査実験棟（相模原）※筑波、調布などJAXA施設を活用し研究を行っています。

アイデア型

チャレンジ研究

支援終了後概ね３年以内
10 ～ 20年後

地上での
社会実装
（参画民間企業）
宇宙での探査に活用（JAXA）

008

2021年度事業概要

情報提供要請（RFI : Request for Information）とは着手すべき技術課題（研究テーマ）の設定にあたり、広く皆様に関連技術情報の提供を求めるもの
で、研究課題のご提案を通年・随時受け付けております。
提出先

SE-forum@jaxa.jp

研究提案募集（RFP : Request for Proposal）とは
広く皆様に関連技術情報の提供を求める「情報提供要請（RFI）」を基に、宇宙探査イノベーション
ハブにおいて共同研究課題を設定し、参加を希望される皆様を募るものです。
＜これまでのスケジュール＞
第１回 RFP 募
集：平成27（2015）年11月12日～ 11月25日
採択公表：平成28（2016）年 1月14日
第２回 RFP 募
集：平成28（2016）年 6月 9日～ 7月 6日
採択公表：平成28（2016）年10月14日
第３回 RFP 募
集：平成29（2017）年 3月30日～ 5月15日
採択公表：平成29（2017）年 9月 1日
第４回 RFP 募
集：平成30（2018）年 4月20日～ 6月 5日
採択公表：平成30（2018）年 9月18日
第５回 RFP 募
集：2019年 5月31日～ 7月11日
採択公表：2019年10月11日
第６回 RFP 募
集：2020年 6月 1日～ 7月10日
採択公表：2020年10月22日
第７回 RFP募
集：2021年 6月 4日～ 7月15日
採択公表：2021年10月15日

課題解決型とは
目指す技術が明確なもの、研究終了後 3 年で事業化を目指すもの
研究期間：最長３年以内／研究費総額：３億円以下

アイデア型とは有効性が期待できる未知の技術やアイデアの発掘
研究期間：最長１年以内／研究費総額：500 万円以下

チャレンジ研究とは ※アイデア型の特別枠
自由な発想に基づく斬新なアイデアの発掘
研究期間：最長１年以内／研究費総額：300 万円以下

本事業は国立研究開発法人科学技術振興機構（JST）「イノベーションハブ構築支援事業」として
平成27（2015）年から令和元（2019）年度にかけて支援を頂きました。

2021年度事業概要009

研究領域概要

研究領域概要『広域未踏峰』探査技術
目的・チャレンジする課題
従来の大型探査機では時間とコストがかかり、また、探査の機会が少ないため、探査場所が限定される。そこで、一点豪華主義から分散協調型への発想の転換を行い、複数の小型探査機により機能の分散を行うことで、未踏峰地点の広範
囲で密度の濃いチャレンジングな探査を実現する。探査手法に革新を起こし、我が国が誇るロボット技術を融合させた独自の探査技術を創出し、世界を牽引する宇宙探査を実現する。
具体的には、多数の小型ロボットを１回のロケットで打ち上げ、月や火星表面10km四方に配置、分散されたロボットが協調し、高度な観測や協調作業、位置同定、信頼性確保などを行う、『探査が一挙にできる』革新的な技術の獲得を目指す。
地上における利用
火山、台風、災害など自然現象の新たな観測システムの構築、工場内のプラントや大型構造物の計測や検査など地球上の広域自動観測分野への応用が期待される。

生物模倣型探査ロボットによる分散協調探査（イメージ図）

火山地域の観測・モニタ（イメージ図）【課題解決型】
研究テーマ名第１回RFP

機関名

パワー密度が世界最高の小型アクチュエータの開発

新明和工業㈱、大分大学、茨城大学
日本文理大学、静岡大学

次世代アクチュエータ用超小型高精度絶対角度センサ変調波レゾルバの開発

エクストコム㈱医療福祉機器向け小型高トルクアクチュエータの開発㈱安川電機

超高出力密度を実現する流体系スマートアクチュエータシステムの開発と実用化検討㈱明治ゴム化成、中央大学

マルチステータ型耐環境高効率電磁モータの研究

アダマンド並木精密宝石㈱第２回RFP
募集なし
第３回RFP
小型・軽量化のためのMHz帯駆動DC-DCコンバータの先進要素開発㈱イチカワ、信州大学、大阪大学

第４回RFP012

複数小型ロボットを用いた確率的環境探査システム㈱竹中工務店、中央大学

分散協調型ロボットによる製造工場等の物品供給システムの開発研究

JOHNAN㈱、京都大学

群 AGV（Automated Guided Vehicle）の開発㈱コガネイ、東京電機大学

2021年度事業概要

Exploration technology in a wide range of unexplored areas
研究テーマ名空気圧人工筋肉を用いた蠕動運動による連続捏和・搬送技術の実用化検討

機関名㈱ソラリス、中央大学㈱ブリヂストン、法政大学

第５回RFP
募集なし
第６回RFP
募集なし

2021年度事業概要013

研究領域概要【アイデア型】
研究名称

機関名称

第１回RFP
地中・地表面探査を目的とした昆虫タイプ小型移動ロボット

中央大学、プログレス・テクノロジーズ㈱

不整地を歩行・跳躍探査する昆虫型ロボットのプロトタイプ開発㈱ ispace、東北大学

小型ロボット技術㈱タカラトミー制御技術

複数の非駆動型探査機のフォーメーション制御による高効率・低コスト広域探査技術

東北大学

超分散ロボット群による三角測量に基づく自己位置推定と地図生成

会津大学

環境適応型不整地自律走行プラットフォームの研究㈱竹中工務店、㈱竹中土木

RTソリューション技術に基づく合体変形型移動ロボットの環境認識移動知能化技術の研究開発

東京大学、THK㈱第２回RFP
大型マルチロータ機のコンパクト化の研究開発について

ヤンマー㈱、大阪府立大学、名古屋大学

第３回RFP
フィールドのエネルギを利用した超低消費エネルギ型環境探査モニタリングシステム

東北大学、日本大学

異種・複数小型ロボットを用いた確率的領域誘導による環境探査システムと要素技術の検討

中央大学、プログレス・テクノロジーズ㈱超高感度マルチカメラや深層学習を利用した高付加価値vSLAM技術の研究開発㈱アイヴィス、㈱ビュープラス

テクスチャレスシーンのためのロバストなVisual SLAMの研究㈱コンセプト、㈱モルフォ

第４回RFP
インフレータブル構造部材を用いた自動展開・収納方法の検討

清水建設㈱、太陽工業㈱、摂南大学

ポリイミドフィルムを用いた極薄・極軽量インフレータブル構造体の検討

埼玉大学、精電舎電子工業㈱第５回RFP
広域探査および通信網確立のための羽ばたき移動体の開発

東京電機大学、千葉工業大学、㈱大同機械第６回RFP
路面情報に基づくSLAM技術と動的経路生成のための組込実装技術の研究

三菱電機㈱不定形物質サンプルの複段採取を実現するトーラス型分収納ハンド機構の開発

東北大学、㈱小野電機製作所

月面有人与圧ローバ用太陽電池パドル及びアンテナへの適用を想定した扇子型展開機構による軽量かつ再収納可能な展開機構の研究㈱テクノソルバ
オリガミ・イーティーエス合同会社㈱KANZACC、古河電気工業㈱福井県工業技術センター

従来の金属線からなる信号用電線（アルミ電線）を軽量化かつ高強度とする繊維電線の研究

014

2021年度事業概要

Exploration technology in a wide range of unexplored areas

2021年度事業概要015

研究領域概要『自動・自律型』探査技術
目的・チャレンジする課題
将来の月あるいは火星表面に構築される有人拠点の構築技術の獲得を目指す。
月や火星には人を多数送りこめないことから、拠点の建設は原則無人で行うことが想定される。
地球からの全指令型システムから脱却し、現地で周囲情報の収集・認識を行い、遠隔操作と自動・自律を高度に組み合わせた建設技術の獲得が課題である。その実現には、ICT技術や環境認識技術等の様々な技術が必要であり、地上で実績のある技術の適用が期待される。
地上における利用
ここで作り出した技術により、人と機械を効率的に組み合わせることで、遠隔地作業等の新たな展開を目指す。
超遠隔地での建設作業（イメージ）
人工衛星

インターネット

月での無人による有人拠点建設のイメージ図

無線【課題解決型】
第１回RFP

研究テーマ名機関名

遠隔操作と自動制御の協調による遠隔施工システムの実現

鹿島建設㈱、芝浦工業大学
電気通信大学、京都大学

超軽量建機アタッチメントおよびブーム等の開発および実地検証㈱タグチ工業、東京農工大学

第２回RFP
採択なし
第３回RFP
遠隔操作およびアタッチメントの自動脱着可能な軽量建機システムの開発と実地検証㈱タグチ工業、東京農工大学

持続可能な新たな住宅システムの構築

ミサワホーム㈱㈱ミサワホーム総合研究所、国立極地研究所

アースオーガ掘削情報による地盤推定のシステム化検討

日特建設㈱、立命館大学

第４回RFP
林業機械システムの自動化による省力化の研究について㈱熊谷組、住友林業㈱光洋機械産業㈱、㈱加藤製作所

第６回RFP016

力制御機能を有した建設機械の研究開発

ヤンマーホールディングス株式会社㈱カメラ可視光通信を用いた非GNSS利用広域高精度測位

カシオ計算機㈱2021年度事業概要

Automatic and autonomous exploration technology【アイデア型】
第１回RFP

研究テーマ名機関名スクリュードライビングサウンディング（SDS）による
月面でも利用可能な地盤調査技術の確立

東京都市大学
ジャパンホームシールド㈱日東精工㈱、東急建設㈱アースオーガによる地盤掘削時の施工情報を利用した地盤定数推定法

立命館大学
日特建設㈱

締固め困難材料に対する振動等を用いた効果的な締固め方法と走行安定性の検証

酒井重工業㈱第２回RFP
建築分野の無人化施工に関するシステム検討

清水建設㈱第３回RFP
効率的なバケット掘削のための地盤情報取得技術

東北大学、清水建設㈱第４回RFP
ロードヘッダ／掘削機械の自律的動作を実現する AI、IoT 技術を用いた制御方式研究㈱三井三池製作所

超広帯域電磁波計測による地下電気物性分布の可視化

兵庫県立大学、京都大学
名古屋大学、川崎地質㈱第５回RFP
電動駆動制御による砂地走破性の向上

日産自動車㈱第６回RFP
募集なし

2021年度事業概要017

研究領域概要『地産・地消型』探査技術
目的・チャレンジする課題
月・火星へは、地球低軌道と比較して、輸送コストが10倍程度となる。そのため、必要な物資を「地球からすべて運ぶ」という探査のやり方を改め、必要な物資を「現地で調達する」というパラダイム転換を行い、月や火星での持続的活動を可能とする。我が国が得意とする省エネルギー、リサイクル技術、資源精製技術、農業・バイオ技術等を応用し、必要な物資を現地の資源やエネルギーを利用して、効率的に精算できるシステムの獲得を目指す。
地上における利用
これまで未利用だった低質資源の有効利用、環境負荷の少ない物資生産、離島・へき地などでの資材の現地生産、効率的な食糧生産などへの適用を図る。

©NASA

アポロ

現地調達：なし、再利用：なし

ISS

現地調達：電力、再利用：一部

現地調達：あり、再利用：あり

ブロック

燃料

▼

▼

▼

質の低い資源を有効に利用する技術
資源の掘削や運搬を効率的に行う技術
リユース・リサイクル技術 等

今後

月の表土（レゴリス）（写真は月面模擬土壌）

金属

水、水素

月面農場（イメージ図）【課題解決型】
研究テーマ名機関名

第１回RFP
小型2次元イメージング分光器の開発による水氷センシング技術の研究
液体を使わない建設資材の現地生産技術の研究
現地資源からの建設資材の製造システム

第２回RFP

東急建設㈱、東京都市大学
日東製網㈱三菱マテリアル㈱、北海道大学
山口大学、㈱大林組
有人宇宙システム㈱、㈱IHI㈱IHIエアロスペース

ガス中微量水分計の小型・軽量・ロバスト化技術の研究

機関名称
神栄テクノロジー㈱
産業技術総合研究所
大阪大学、茨城大学、鹿児島大学

マイクロ波凍結乾燥技術（氷から水をつくる技術）

マイクロ波化学㈱、東京工業大学

第３回RFP
採択なし
第４回RFP
採択なし

018㈱センテンシア、大阪大学

2021年度事業概要

In-situ resource utilization (ISRU) technology
研究テーマ名機関名

第５回RFP
多種類の揮発性物質に対する高感度・高精度な可搬型ガスクロマトグラフの開発
第６回RFP

ボールウェーブ㈱月面探査と土木建築でのデュアルユースを視野に入れた次世代型の中性子水モニタの開発

理化学研究所、聖マリアンナ医科大学
立命館大学
ソイルアンドロックエンジニアリング㈱量子科学技術研究開発機構

低濃度CO2の低コスト分離・濃縮・貯蔵・利用装置の開発㈱日本炭素循環ラボ、九州大学

閉鎖型生物残渣高速液化技術と環境浄化型養液栽培技術の確立

デリカフーズ㈱㈱メディカル青果物研究所
菱熱工業㈱、産業技術総合研究所
千葉大学

セミドライフォグ栽培システムにおける噴霧制御の自動化㈱いけうち、中村牧場合同会社
大阪府立大学

2021年度事業概要019

研究領域概要【アイデア型】
研究テーマ名機関名

第１回RFP
土砂や火山灰の形成技術の研究

モルタルマジック㈱火成岩あるいは粘土鉱物を主体とする土質材料からの建設材料の作製㈱大林組

月土壌の水素還元システムの構築 ー低品位原料の工業的利用を目指してー

九州大学
若狭湾エネルギー研究センター
ヒロセ・ユニエンス㈱プラズマ・触媒ナノ粒子複合反応場によるCO2資源化技術の開発

九州大学

第２回RFP
採択なし
第３回RFP
植物生産へ適用可能な高性能人工構造タンパク質素材の開発

Spiber㈱袋培養技術を活用した病虫害フリーでかつ緊急時バックアップも可能な農場システムの研究㈱竹中工務店、キリン㈱、千葉大学
東京理科大学

穀物増産を実現する種子へのプラズマ大量処理技術開発

九州大学、ケニックス㈱月面農場における高カロリー作物栽培システムの要素技術開発

千代田化工建設㈱、メビオール㈱

摂食可能なジャガイモの完全閉鎖型・完全水耕型人工栽培システムの基礎検討

玉川大学
パナソニック㈱エコソリューションズ社

第４回RFP
難還元性酸化物の水素還元システムによる機能性材料の製造

九州大学、㈱H4、㈱超微細科学研究所

AM技術による舗装の構築・修復に関する研究開発

ニチレキ㈱

水利用効率を高めた屋内型ドライフォグ栽培システムの開発㈱いけうち、大阪府立大学

食用藻類スピルリナを用いた省資源かつコンパクトなタンパク質生産システムの開発㈱ちとせ研究所、㈱タベルモ㈱IHIエアロスペース、藤森工業㈱第５回RFP
LEDによる多段型回転式ミニトマト栽培システムおよび自動収穫ロボットの開発
人工光型植物工場に適したリサイクル可能な新規作物栽培用培地の開発
メタン発酵を基盤とした省スペースなクワッドジェネレーション型植物残渣リサイクルシステムの開発
第６回RFP
レーザー加熱による土質材料の有効利用に関する研究
バイオベースCFRPと真空対応型ケミカルリサイクルシステムの開発

020

2021年度事業概要

銀座農園㈱、東京工業大学、京都大学
農研機構 九州沖縄農業研究センター㈱JSP
大阪府立大学
ヤンマーエネルギーシステム㈱公益財団法人レーザー技術総合研究所
大阪大学、㈱大林組
京都府立大学
森林研究・整備機構 森林総合研究所

In-situ resource utilization (ISRU) technology
研究テーマ名機関名

宇宙線に対し高い遮蔽能を有する “特殊” BASHFIBER®（及び繊維構造体）の開発

新日本繊維㈱量子科学技術研究開発機構（QST）
伊藤忠商事㈱住友商事㈱養液ゼロエミッション型水耕栽培システムの実現に資するパルス電界印加法を応用した殺菌技術の開発

北里大学

大分工業高等専門学校植物工場に使用する養液の自動殺菌およびその技術を組み込んだ養液再生システムの研究
持続的・地産地消型の食料生産を目指した「藻類・動物細胞リサイクル培養システム」の構築

島根大学、関西電力㈱㈱米子シンコー
東京女子医科大学
インテグリカルチャー㈱CO2を炭素源とする電気化学的アミノ酸合成プロセスの開拓

九州大学、㈱ナノメンブレン

次世代分光技術デュアルコム分光による多成分ガスの高精度・リアルタイム分析技術の開発

産業技術総合研究所、ネオアーク㈱2021年度事業概要

021

研究領域概要

共通技術
目的・チャレンジする課題
エネルギー技術、表面移動技術、通信技術、センサ技術等、宇宙探査活動に共通して必要となる技術の獲得を行う。
またこれらの技術は、地上の技術と親和性が高く、地上においても革新を起こすことを目指す。

【課題解決型】
研究テーマ名機関名

第１回RFP
移動体搭載用の燃料再生可能な燃料電池システム用超高圧複合容器製造技術

中国工業㈱、九州工業大学
産業技術総合研究所

全固体リチウムイオン二次電池の開発

日立造船㈱固体化マリンレーダーの開発㈱光電製作所、㈱東洋技術工業

長距離空間光通信を実現する光通信モジュールに関する研究

ソニー㈱第２回RFP
超高感度二次元同時距離計測センサの開発

浜松ホトニクス㈱第３回RFP
高効率・低コスト・軽量薄膜ペロブスカイト太陽電池
デバイスの高耐久化開発

桐蔭横浜大学、兵庫県立大学
紀州技研工業㈱ペクセル・テクノロジーズ㈱㈱リコー

第４回RFP022

高機能化マリンレーダーの開発㈱光電製作所

スケーラブル完全孤立系燃料電池の研究開発

三菱重工業㈱、海洋研究開発機構

2021年度事業概要

【アイデア型】
研究テーマ名第１回RFP
多目的全方向移動クローラー共通台車の設計

機関名

トピー工業㈱、福井大学
有人宇宙システム㈱、東北大学

第２回RFP
マルチスケール構造制御による最適設計可能な衝撃吸収金属材料の理論構築と実用化検討㈱ロータスマテリアル研究所

ポーラスAlの気孔構造制御による軽量衝撃吸収材料の開発

名古屋大学

カーボンナノチューブ/シリカ多孔体コンポジット材料による軽量断熱材料の開発

名古屋大学、㈱LIXIL㈱名城ナノカーボン

極低温領域を想定した高性能断熱材および軽量な真空断熱構造の開発㈲オービタルエンジニアリング

第３回RFP
光電変換材料を用いた高感度放射線検出デバイスの開発
第４回RFP

桐蔭横浜大学
ペクセル・テクノロジーズ㈱

高信頼性・小型スターリング冷凍機の開発

ツインバード工業㈱、国士舘大学
明星大学

太陽電池用波長変換材料の開発

パナソニック㈱システム機器診断のための超小型ハーネスフリーセンサシステム実現の基盤研究
ゼーベック素子を用いたサーマルハーベスター基盤研究鹿児島大学、㈱東洋技術工業㈱ビーコンテクノロジーズ
アクトロニクス㈱センサーコントロールズ㈱㈱守谷刃物研究所

第５回RFP
小型・軽量・高効率・低EMC電源を実現する電源基板設計技術
超軽量電磁波遮蔽材料の開発
MTJ/CMOS Hybrid 技術による待機電力不要システム研究、及びその耐環境性試験（宇宙用途向け）

Link T & B㈱、名古屋大学
愛三工業㈱名古屋大学、日本ゼオン㈱パナソニック㈱、山形大学
東北大学

第６回RFP
宇宙トイレのための蠕動ポンプを用いた革新的混合搬送・処理システムの開発
艤装性に優れた液体水素貯蔵タンク等向けMLIの高性能化
推薬液化エネルギーを低減する磁気冷凍技術の研究開発

中央大学
栃木カネカ㈱、㈱カネカ、
三菱重工業㈱、大成建設㈱
物質・材料研究機構、㈱ispace
住友商事㈱、高砂熱学工業㈱高効率熱交換チューブとボイルオフガス/冷凍機ループによるタンク冷却システム

名古屋大学

液化水素流量計測技術の開発

岩谷産業㈱薄膜ニッケル電気めっきを施した複合材による液体水素、液体酸素貯蔵系の軽量化㈱IST

高結晶性グラファイトを用いた熱輸送部材の開発

パナソニック株式会社

宇宙環境に適合した高機能熱硬化性光学材料の最適化検証および関連光学部品の開発

吉川化成㈱2021年度事業概要023

研究領域概要
024

研究テーマ名機関名

可搬型大気圧プラズマ表面消毒装置の開発とその効果を簡便に目視判定する
新しいバイオロジカルインジケータの提案㈱ロータスマテリアル研究所

人と環境とに完全に安全無害な高速低温酸素プラズマ滅菌㈱ウドノ医機、九州大学、佐賀大学

沸騰連結効果の最大化

九州大学～高効率水電解に向けて～

持続可能な防塵または除塵性能を有する機構または表面の研究

株式会社ニデック

月面洞窟内作業ロボットへのワイヤレス通信・
無線電力伝送用超小型集積化アレーアンテナに適応するGaN整流素子の開発

名古屋工業大学、メトロール

環境との衝突・接触を許容できる遠隔操縦ロボットによる器用作業の研究㈱本田技術研究所

2021年度事業概要

2021年度事業概要025

研究領域概要

チャレンジ研究

特定の課題にとらわれず、挑戦的なアイデアを形にする研究を目指す。

研究テーマ名機関名

第４回RFP
閉鎖空間において生じる、心理的圧迫感やストレスの緩和に役立つ「環境香」の開発㈱資生堂

光エネルギーおよび省リソース「藻類・動物細胞共培養リサイクルシステム」
による持続的な食糧・タンパク質の生産

東京女子医科大学、
インテグリカルチャー㈱第５回RFP
極低温環境における単結晶Cu-Al-Mn 形状記憶合金の駆動特性

名古屋大学、東北大学

医学・宇宙応用を目指した超高解像3Dイメージング手法の開発

北海道大学、新潟大学

第６回RFP
外皮と床が即時展開されるベースキャンプとその内部緑化空間の構築

東京大学、プランツラボトリー㈱㈱矢嶋「アルミニウム－水」ハイブリッド燃焼を用いた推進系の開発

東北大学、東京大学、㈱Pale Blue

共同研究

民生技術の宇宙適用や、宇宙技術のスピンオフの研究。

研究テーマ名026

機関名

全天球カメラの宇宙利用㈱リコー

小型プラズマ源による真空下の除電技術の検証㈱春日電機

2021年度事業概要

2021年度事業概要027

研究領域概要

新しい研究領域
宇宙医学/健康管理技術
目的・チャレンジする課題
将来有人探査活動（月面・月周辺、火星表面・火星周辺）における宇宙飛行士の健康管理運用に向けて、現在の国際宇宙ステーション（ISS）で行っている健康管理運用と比較し、技術的に足りないと思われる課題を「技術ギャップ」として識別した。この技術ギャップを埋め、国際協力で実施することになる将来有人探査ミッションでの健康管理運用において、我が国が貢献できる領域（ハードウェア、薬剤、手法等）の獲得を目指す。
地上における利用
宇宙環境の人体影響と老化現象との共通性やリソース制約下での医療など、宇宙飛行士の健康管理技術は地上の医療分野への応用が期待できる多くの領域を有しており、その発展による民間ビジネスへの展開が期待される。

有人探査に必要な健康管理技術とは︖

探査ミッションの健康リスクファクター

探査ミッションに必要な科学レベル

探査ミッションでの健康管理▽© NASA

放射線

©NASA

•
•

重力

・微小重力
・重力環境変化

宇宙放射線
微生物の変化技術ギャップ▽

現在の科学レベル© NASA© NASA© NASA

地球からの距離

長期閉鎖
•
•
•
•

閉鎖
環境悪化
空気質悪化
悪臭

© NASA

粉塵（月面ダスト） 砂・砂嵐（火星）

開発

・超長期
・無補給
・通信遅延

1

△

△ 現在の開発レベル

ISSでの健康管理

探査ミッションに必要な開発レベル© NASA

有人与圧ローバ
目的・チャレンジする課題
有人与圧ローバは、月探査全体の目的である「人類の活動領域の拡大」と「新たな科学的知見の獲得」に向けて、月面における有人・無人による広域探査活動を実現するものである。具体的には、2020年代後半より、宇宙飛行士２名が搭乗する有人与圧ローバ２台により、月の南極エイトケン盆地の探査地点を有人･無人により探査する。ミッションの頻度
は１年に１回、１回の探査は42日（地球日）、１回の有人探査での走行距離は約1,000kmを想定し、有人探査終了後、有人与圧ローバは次の探査地点に向けて、無人走行で移動する。
有人与圧ローバの実現に向けて、月面環境（路面、温度、真空、放射線等）に対応した走行技術、電力供給技術、熱制
御技術、環境制御・生命維持技術等が課題となる。
地上における利用
地上の一般車両や特殊車両の走行技術、自動運転技術、信頼性等の向上や高効率な電源供給技術等への応用が期待される。
2030

2025

2020
MMX
(2024)

火星

2040

・
小型周回
探査技術実証ミッション・・

火星総合探査ミッション(2030)

NASA有人月面探査ミッション(Artemis)

・

・

・

表面探査技術極域探査(2023)

推薬プラント・拠点建設(2030-)

与圧ローバ
打ち上げ(2029)

中型ﾛｰﾊﾞ
(2026)

本格拠点運用

月面
着陸技術
SLIM
(2021)

中型ランダ(2028頃)・

Omotenashi(2020)

月軌道

Equuleus(2020)

028

2021年度事業概要

・・（超）小型探査機(TBD)
小型革新(2022) mini-HAB(2023)

深宇宙ランデブ・ドッキング技術

有人与圧ローバ（イメージ）

完全再使用型
有人離着陸船i-HAB(2025)

有人宇宙滞在技術
・
HTV-XD1(2026)・・

HTV-XD2(2028)

国際宇宙探査ミッションシナリオ（案）

1

水素利用

掘削/運搬

目的・チャレンジする課題
JAXAで は、月 面 資 源 の そ の 場 利 用（ISRU: In-Situ Resource Utilization）に係る技術の獲得を目指しており、特に現在、月面での存在の可能性が期待されている水資源を用い、抽出した酸素・水素を離着陸機等の推薬として利用する推薬生成プラント構築のための検討を進めている。
ロケットの推薬となる液体酸素と液体水素を月の現地で手に入れることが出来れば、地球から持って行かなくてはならない推薬を大幅に削減することができ、これによる持続的な月探査の実現を目指す。

輸送機

エネルギ（電力）
充てん
抽出/電解
液化/貯蔵

地上における利用
推薬プラントを構成する技術は、レゴリスの掘削や運搬、そこからの水の抽出、電解、液化、保存等の要素で構成される。
これらは、地上の土木技術への応用や、将来地上でも普及が期待される水素エネルギー関連技術への応用が期待される。

民生ロボット
目的・チャレンジする課題
有人宇宙活動を持続的に進める上で、人は人でしかできない高度で創造的な作業に充て、ロボット技術（遠隔操作、自動・自律化）の導入効果が高い汎用作業や危険な作業をロボットに代替させることが望まれている。JAXA有人宇宙技術センターでは、このような世界を国際宇宙ステーションISS、そしてその先の月探査において早期に実現するため、民生ロボット技術を積極的に活用しながら自動化・自律化の研究を進めている。
地上における利用
宇宙でのロボット技術の適用に当たっては、重力の違いや通信遅れといった宇宙特有の条件下で、人や周辺構造に危害を加えず安全且つ確実にタスクを実行させる技術が求められる。この様な技術は、社会で取り組まれている災害救助ロボットや農業・家事代行支援ロボットの実現にも寄与するものと考えている。

環境制御・生命維持システム（ECLSS）
目的・チャレンジする課題
将来探査では、地球低軌道と比較して、輸送コストが数十倍かかると言われている。有人探査ミッションにおいては、必要な物資を「地球からすべて運ぶ」やり方を改め、「一度持ち込んだ物資を再生して利用する」方式を採用する必要がある。本領域では、ヒトが宇宙空間で生活するために極めて貴重な「空気」と「水」の再生に取り組み、閉鎖空間内で物質を循環させ、地上からの補給量を極力削減できるシステムの獲得を目指す。
地上における利用
空気再生分野では、二酸化炭素の利活用技術を確立し、地球温暖化対策への貢献を目指す。水再生分野では、省エネル
ギー型の水処理設備の構築に貢献する。

空気再生、水再生の概念図

再生型環境制御・生命維持システムのスキーム

2021年度事業概要029

研究領域概要

惑星保護
目的・チャレンジする課題
天体着陸を含む各種生命探査や民間探査機における宇宙市場開拓が続々と計画される中、探査機スケールの汚染レベルを低減する滅菌・除染法、その検証・評価法に関する基盤要素技術の確立、効率的な惑星検疫シ
ステムの構築が必要不可欠となる。各種技術の滅菌・除染効果、腐食特性を比較し、胞子や生体分子も分解できるような除染システム、従来知見が不十分であったウイルスやアレルゲンについても適正な不活化が行えるような滅菌・除染システムの構築、そしてその評
価・検証手法の開発も進めている。
地上における利用
宇宙探査に関連する滅菌・除染技術は、大空間除染や仮設医療施設モジュールの滅菌、製薬工場におけるクロスコンタミ防除、植物工場での農作物栽培における殺菌などへの応用が期待される。

研究テーマ概要

第１回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

広域未踏峰探査技術／課題解決型

2016年3月～ 2019年3月

パワー密度が世界最高の小型アクチュエータの開発

機関名：新明和工業株式会社、大分大学、茨城大学、日本文理大学、静岡大学
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

従来のモータ製作方法を踏襲し、大電力を送り込ん①ステータを構成する磁性材料の性能改善によりでパワー密度を上げる方法には限界がある。そこで、

10,000rpmの 高 周 波 領 域 に お い て モ ー タ 鉄 損 のモータの駆動原理と構造に遡って損失の発生源を分析し、モータ損失を極限まで減少させる磁性材料、組立方法、機械損を減少させる構造、モータに適した制御
方法、ならびに解析・設計手法を新たに構築すること
でパワー密度が世界最高の性能を達成する。

40%削減を達成した。
②パワー密度向上に向けて、巻線密度を従来の1.3倍に高める巻線を開発している。
③軸受け構造を改善した、機械損が従来の1/2に減少する軸受けを開発している。

本研究課題はモータ本体の高効率化に正面から取り④高速回転モータに適した制御装置を開発中である。

組むことにより、アクチュエータの設計・製造方法に⑤質量25gで連続出力50W、広範な領域で効率80％

革命を起こし、ブレークスルーを引き起こす技術を生

以 上、高 速 回 転 域（15,000 ～ 25,000rpm）で 効み出す。

率85％以上の、極めて低発熱のモータを開発し、目標を達成した。

従来のモータは、大電力を送りこみ効率（発熱）を犠牲にして、高いパワー密度を達成している→決して効率の良いモータではない。

モータの駆動原理と構造に遡って損失の発生源を分析●モータ損失（鉄損、銅損）を極限まで減少させる磁性材料
活用技術と組立方法の改良による低鉄損・高効率化●モータ組上げ時の機械損を減少させる構造●モータに適した制御方法（制御における省エネルギー化）●解析・設計手法を新たに構築

従来モータ
発熱（損失）大新型モータ
発熱（損失）小

２次試作

１次試作

開発した小型モータ（測定装置取り付け用の治具付き）

032

2021年度事業概要

第１回RFP研究
テーマ名

広域未踏峰探査技術／課題解決型

2016年3月～ 2019年2月

次世代アクチュエータ用超小型高精度絶対角度センサ変調波レゾルバの開発

機関名：エクストコム株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

アクチュエータに使用される角度センサにも小型、高精度の絶対角度センサが求められている。これらの課題及びニーズに対応するため、独創的な構造の変調
波レゾルバで超小型、高精度、高分解能を実現する絶①レゾルバコイルパターン製作方法の最適化開発
フォトリソ技術を活用して直径20mm、分解能50万以上のレゾルバを開発し、当初目標を達成した。
②入出力リード線の薄型化開発

対角度センサを開発・実用化する。すでに変調波レゾ

入出力リード線のフレキ化により厚さ2.5mmのルバで従来技術以上に構造がシンプルで堅牢、振動、リード線を開発した。

衝撃に強く悪環境での使用可能にもかかわらず、小型③レゾルバセンサ部の超小型化可能性の追求

軽量、高精度、高分解能を同時に実現する絶対角度セ

直径4mm以下のレゾルバ開発の可能性を検討中でンサを開発しているが、本研究では従来技術より高精ある。

度なフォトリソ技術を活用し、外径φ20mm、分解能50万以上のレゾルバを開発する。

④ドライバ回路の小型化開発□50mm、厚 さ20mm以 下、応 答 速 度100kHz
以上のドライブ回路を開発中である。
⑤小型化検討モータドライバとレゾルバドライバコア処理部の共用一体化を検討している。

製品外形 □25mm
分解能 8192①レゾルバコイルパターン製作方法の最適化開発②入出力リード線の薄型化開発③レゾルバセンサ部の超小型化の見極め④ドライバ回路の小型化開発⑤モータドライバとレゾルバドライバコア処理部の共用一体化と小型化

目標

Φ20mm
分解能524288

レゾルバは電磁誘導現象を利用し、回転角度や位置を検出するセンサで、回転または直進の変位を検出する磁気式のアブソリュートセンサ。レゾルバは構造が比較的簡単で丈夫、耐環境性に優れてる等の利点がある。

2021年度事業概要

033

第１回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2016年3月～ 2018年3月

広域未踏峰探査技術／課題解決型

医療福祉機器向け小型高トルクアクチュエータの開発

機関名：株式会社安川電機
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

提案者はいままでに足首アシスト装置などのアプリ①小型高トルクアクチュエータの開発

ケーションに関節駆動ユニットを開発している。しか扁平さを確保しつつトルク密度を向上させるため、しながら、作業支援や麻痺脚歩行アシストなどの比較

以下の項目を開発した。

的大トルクを要求されるアクチュエータについてはA)瞬発的な大トルクを発生可能な小型モータを実現

未開発である。そこで、本研究では、医療福祉機器向した。

けの小型高トルクアクチュエータを開発する。小型高B)厚さ40mmの扁平な減速機を開発した。

トルクアクチュエータと小型軽量の減速機を組み合わC)目 標 達 成 に 向 け て、厚 さ40mmで ト ル ク 密 度

せ、減速機込みで質量１kg、最大トルク110Nmの110Nm/1kgの小型高トルクアクチュエータを扁平高トルクアクチュエータを実現する。併せて、本試作した。

アクチュエータの駆動性能を向上する制御方式を開発②制御技術の開発
モータと減速機の組み合わせに最適な制御技術を

する。

確立した。

医療福祉機器(アシスト装置)に求められる
トルクとアクチュエータ
アクチュエータの最大トルク

リハビリ 筋力補助

関節駆動ユニット
最大トルク 9N･m
質量 0.38kg

作業支援 麻痺脚歩行アシスト※ 第42回 国際福祉機器展
H.C.R.2015 出展

小型高トルクアクチュエータ
最大トルク 100N･m ～質量 1kg ～アシスト装置

開発項目と目標

１．小型高トルク
アクチュエータの開発
２．制御技術の開発

034

2021年度事業概要

目標
扁平さを確保しつつトルク密度を向上

・扁平さ：40mm⇒従来技術の2/3・トルク密度：110N･m/kg⇒従来技術の2倍第１回RFP研究
テーマ名

広域未踏峰探査技術／課題解決型

2016年3月～ 2017年3月

超高出力密度を実現する流体系スマートアクチュエータシステムの開発と実用化検討

機関名：株式会社明治ゴム化成、中央大学
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

提案者が開発した軸方向繊維強化型人工筋肉は、ゴ

軸方向繊維強化型人工筋肉は、安定した品質で製作

ムチューブに内包されたマイクロカーボン繊維層が軸することがMcKibben人工筋肉と比較して難しい。そ方向のみに配向された構造となっている。内部に流体

こで、本研究では配合ゴム混練りおよび成型の現有設圧を印可すると、軸方向には伸長せず半径方向のみに備を使用して、材料物性の優れる固体の配合ゴムを用膨張するため、軸方向へ大きな収縮力が得られる。さいて人工筋肉を製造し、高出力密度化と品質安定を両らに瞬発力・振動制御・可変粘弾性等の従来のモータ立させる。高出力密度化と品質の安定を両立する人工では実現しがたい可変構造系の多様なモーションを、筋肉の形状最適化のため、有限要素法によるシミュ

フィードフォワード制御のみで実現できると考えられレーションを援用し人工筋肉の形状最適化を図った。

る。本研究では、超高出力密度をもつ流体系アクチュ

人工筋肉の長さ対直径比を最適化すれば低圧駆動が可エータである軸方向繊維強化型人工筋肉の品質仕様の能となる。シミュレーションと試作アクチュエータの確立を目的として、システム全体の小型軽量化と応用試験により出力を最大化し実用に耐える人工筋肉の長分野の実用化に必要な技術課題について検討を行う。

さ対直径比を検討し、以下の結果が得られた。
①McKibben型人工筋肉の3倍以上の発生力密度を有する人工筋肉を開発し、当初の目標を達成した。
②地上での応用を想定して新しい構造の人工筋肉を試作し、さらに発生力が向上することを確認した。

軸方向繊維強化型空気圧ゴム人工筋肉 :世界最高レベル収縮力・収縮率

同形状の従来 (McKibben型) のゴム人工筋との比較

課題目標

実用化可能な人工筋肉の品質確立

発生力：McKibben型人工筋肉の3倍以上

2021年度事業概要

035

第１回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2016年3月～ 2018年3月

広域未踏峰探査技術／課題解決型

マルチステータ型耐環境高効率電磁モータの研究

機関名：アダマンド並木精密宝石株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

本研究では、耐環境性（防水・防塵構造）をクリアできる小型高出力モータを実現する。提案者が開発したセンサレスブラシレス／複数（マルチ）ステータ構
造モータの、小型で高出力化が可能な特長を活かし、①マルチステータ型電磁アクチェータの耐環境研究
防塵･防水性能IP56をクリアするマルチステータ型
電磁アクチュエータを実現した。
②マルチステータ型電磁アクチェータの放熱研究

質量400g以下で最大出力１kw以上かつ防水･防塵構

防塵･防水性能を維持しつつアクチュエータ内部に造（IP56クリア）のマルチステータ型耐環境高効率

熱がこもらない放熱性能を有するアクチュエータを電磁モータを開発する。また、モータの消費電力を最開発した。

適化し、モータの効率的な運用を可能にする小型の制③個別制御回路の研究
モータの消費電力を最適化し、モータの効率的な御回路を開発する。

運用を可能にする小型制御回路を開発中である。
④マルチステータ型電磁アクチェータの開発
目標達成に向けて、最大出力1000W、質量435gのマルチステータ型電磁アクチュエータを開発
した。

電圧

24V

最大電流

10A

質量

460g

最大入力

240W

最大出力

185W

回転数[rpm]、
出力[W]【１次試作品】

10,000

100

8,000

80

6,000

60

4,000

40

2,000

20

0

効率[%]

防水・防塵構造を施し、電源電圧24Vで出力1000W以上を達成しているモータは現時点ではない。

0

0

200

400

電流[A]

目標

ダブルステータ式アウタロータの
防水・防塵モータを開発した
防水、防塵（IP56クリア）
最大出力 1000W
質量 435g
特許第5292530号

036

2021年度事業概要

回転数[rpm]
軸出力[W]
効率[%]

第１回RFP研究
テーマ名2016年4月～ 2017年3月

広域未踏峰探査技術／アイデア型

地中・地表面探査を目的とした昆虫タイプ小型移動ロボット

機関名：中央大学、プログレス・テクノロジーズ株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

複数の小型探査機（ロボット）を協調させること
で、未踏峰地点の広範囲で密度の濃い探査を行うこと●蠕動運動による小型埋没型地中内掘削ロボット（以下：ミミズ型掘削ロボット）を目指す。そこで、地中、表面などを移動しながら情

ミミズの蠕動運動を規範とした掘削ロボットを開報収集する探査システムを実現するために、以下の２発することで、従来の埋没型掘削ロボットよりも大点の技術を用いて、地上および地下に小型のロボット幅に深い深度の掘削を目指している。特に本提案にが分散されることによって３次元的な環境計測を行う

おける新しい取り組みとして、掘削方向の制御が可システムの一部を構築することを目標とする。

能な機構の搭載を検討し、開発した。先端部に能動①蠕動運動による小型埋没型地中内掘削ロボット

的な屈曲部を有しており、地中での3 次元的な掘削②ジャイロ効果を用いたはね付クローラの不整地走行

移動が期待できる。本ロボットは、先端部の能動屈
曲部の制御により目標の屈曲掘削を実現することが安定化
小粒でも情報収集能力の高い探査ロボットを構築することにより、宇宙探査だけでなく、地上の配管検査、地盤調査、海底や災害 地などの場所での情報収できた。
●ジャイロ効果を用いたはね付クローラの不整地走行安定化（フナ虫ロボット）
情不整地走破性と移動速度を両立するシンプルな集を可能とする。

移動機構として、フナ虫やムカデ等の多足歩行を行う生物の歩行を規範とした小型移動型はね付きク
ローラを開発した。はね付クローラ機構はステップ的に変化する地面傾斜への対応が困難であることか
ら、それらの路面への走行切替を実現する安定化装置としてジャイロホイールを用いた安定化装置を開発し、従来のはね付クローラに比べて走行が安定することを確認した。

モータ部
推進部
排出部

アースオーガ(掘削部）

2021年度事業概要

037

第１回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

広域未踏峰探査技術／アイデア型

2016年4月～ 2017年3月

不整地を歩行・跳躍探査する昆虫型ロボットのプロトタイプ開発

機関名：株式会社ispace、東北大学
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

本研究では、未知の不整地を探査可能とする昆虫型

昆虫型ロボットのコンセプトをハードウェアとして多脚ロボットのプロトタイプ開発を行う。従来の車輪実現し、プロトタイプを開発した。特筆すべき成果と型では踏破が困難な地形では、脚型のメリットが大きして、自然地形表面を構成する岩石などの不定形な凹

く、障害物を難なく乗り越える移動ロボットの開発を凸を把持するための革新的なロボットハンド機構を、目指してプロトタイプモデルを製作することにより、昆虫の肢先構造に着想を得た鉤爪型グリッパという形

アイデアの実現性を検証する。

で実現した。また、開発したグリッパを用いた把持実
験により、性能を定量的に評価するとともに、凹凸地形に対する優れた「しがみつき」動作を実現可能であることを実証した。本グリッパ機構は特許申請中の新技術である。プロトタイプの動作試験では凹凸急傾斜での踏破が可能であることを実証することで、実現性と新規性を示すことができた。

038

2021年度事業概要

第１回RFP研究
テーマ名

広域未踏峰探査技術／アイデア型

小型ロボット技術

2016年4月～ 2017年3月

制御技術

機関名：株式会社タカラトミー
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

宇宙空間および地球上で活動できる安価な昆虫型ロ玩具で用いられている機構、ノウハウをうまく適用

ボットを民生玩具の技術を使って開発することを目的

し、直径100[mm]、重量300[g]の移動型ロボットを開とする。いままで研究開発した簡易通信、省電力化、発した。サイズはソフトボールと同程度の小型サイズ

長寿命化、小型化などの技術開発をベースに各技術のになっている。初期形状は完全な球形であり、WiFiに市場展開と昆虫型ロボットの市場展開をねらってよって外部コントローラから指令を送り、球形から拡いる。

張走行モードに変形して前進、右ターンの走行が可能なロボットを開発。球体なので下傾斜では転がること
により移動が速く、省電力で移動できる。
また、走行動作は球形から両サイドに車輪、後部に補助輪を出すことによって安定走行を実現。現状では月面を模した実験フィールドで傾斜10度の登坂に成功している。

2021年度事業概要

039

第１回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2016年4月～ 2017年3月

広域未踏峰探査技術／アイデア型

複数の非駆動型探査機のフォーメーション制御による高効率・低コスト広域探査技術

機関名：東北大学
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

本研究では能動的な駆動力を持たない非駆動型の小以下の項目を実施した。

型探査機を協調運用することで効率的な広域探査を実①フォーメーション制御検証用シミュレータの開発

現する新しいリーダ・フォロワ型探査技術の開発を目②フォロワ型探査車両の原理検証モデルの開発的とする。これは、駆動力を有するリーダ探査機がテ③フォーメーション制御のための基本制御系設計

ザーによって連結された複数の非駆動型小型フォロワ④実時間可変フォーメーション制御技術の構築

探査機をけん引し、小型フォロワ探査機は方向舵の制

本研究成果をさまざまな分野で応用することを検討し御のみでリーダ探査機との位置関係を制御するというている。

ものである。これにより、環境に応じて適切にフォロ
ワ探査機のフォーメーションを制御し、同時刻に広域の情報を効率的に取得する。

複数の探査機のフォーメーションを制御し同時刻に広域の情報を効率的に取得

リーダ探査機が複数の
小型フォロア探査機をけん引
リーダが引っ張る

フォロア探査機は操舵（かじ取り）のみを行う

低コスト低消費電力
デブリ化防止フォロアは自力で移動できない(非駆動)リーダに引っ張られて進みながらかじを切って進む方向を変化させる

状況に合わせて探査機の位置関係を変えることができる

ブレーキ制御型フォロワ探査機
パウダーブレーキ

牽引用テザー取付部

制御例
左側の車輪にブ
レーキ力を加える（左右の車輪間に回転差が生まれる）

左旋回

左右車輪のブレーキトルクを制御することで牽引方向に関係無く、任意の方向にフォロワロボットを操ることが可能コントローラ

サイズ:355x180x180(mm) 重さ︓5.6 (kg)

at t0

at t1

at t2

at t3

陸上・空中・水中への応用が可能さまざまな調査・探査に
火山や震災被害・土砂災害等の調査、月・惑星や宇宙空間の探査、海洋探査

040

2021年度事業概要

第１回RFP研究
テーマ名

広域未踏峰探査技術／アイデア型

2016年4月～ 2017年3月

超分散ロボット群による三角測量に基づく自己位置推定と地図生成

機関名：会津大学
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

これまでの多くの屋外作業ロボットは、GNSS（衛①分散型カルマンフィルタアルゴリズムを開発し、理星測位システム）を用いて測位を行っていた。しかし論面からの収束性の評価と数値実験による有効性のロボットの活動範囲が広がり、屋内、山林のような見検証を行った。開発されたアルゴリズムはサーバー通しの悪い屋外、水中、地球外のような非GNSS環境

上に実装し、自己位置推定と地図生成機能も実現

におけるロボット測位システムが必要である。
、本研

した。

究では（A）三角測量の原理に基づき他のロボットへ②上述の分散カルマンフィルタを実際にロボットのカの方向を観測量とし、ネットワーク通信により他のロメラ画像に適用し、自己位置推定と地図生成を実現

ボットと推定量を共有できる分散型カルマンフィルタ

するために、各ロボットにおける画像処理アルゴリを開発する。さらに（B）全方位カメラを搭載した無ズムとシステムインターフェースを開発した。

線通信機能を持つ小型のセンサノードを開発し、自己③上の両者を統合し、超分散ロボット群による三角測

位置推定と地図生成を実現する。このセンサノードを量に基づく自己位置推定と地図生成を実現する。

現在手持ちにロボットに搭載し、実環境での適応可能性を調査する。

2021年度事業概要

041

第１回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2016年4月～ 2017年3月

広域未踏峰探査技術／アイデア型

環境適応型不整地自律走行プラットフォームの研究

機関名：株式会社竹中工務店、株式会社竹中土木
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

段差等がある建設途中の建物や究極には地球以外の高速道路の床版補強のための形状計測については、

重力惑星における急斜面や洞穴などの不整地環境下で高速道路防音パネル内はH鋼などが密に配置されておも走行可能な移動ロボットと環境認識技術を取り込ん

り移動が困難であるところ合体モジュラー型とするこだ制御系からなる自律走行プラットフォームを開発すとで、単体では小回りがきき合体により踏破性を向上る。２つの具体的な適用を考えており、高速道路の床させることができた。また、工事現場の盛土の品質管版補強のための形状計測を自動で実施して総延長理に関しては、工事現場の環境認識、自己位置推定し320kmに及ぶ都心の高速道路では検査のみで19,200

つつ複数の測定点を経由する自律移動制御が必要なの

人 日 の 労 働 力 の 削 減 す る こ と と、年 間 発 注 量 推 定

でGPSやIMU、LiDARのセンサ情報を統合し、環境

2,500万m2に及ぶ高速道路の盛土の品質管理（締固め

認識、自己位置推定する手法を構築し、実験により検度計測、水分量計）が必要であるところをロボットで

証した。

実施する。

①合体型環境適応ロボット研究
様々な機構・機能を有するモジュール（モジュールはそれ単体でも機能する）を自在に合体させて柔軟に環境に応じた機能が得られるようにする技術の基礎研究
標：高速道路の床版補強のための形状計測を自動で行う
題：高速道路防音パネル内はH鋼などが密に配置されており移動が困難
解決手法：合体型とすることで、単体では小回りがきき合体により踏破性を向上させる
市場規模：総延長320kmに及ぶ都心の高速道路では検査のみ
で19,200人日の労働力が必要

高速道路防音パネル内

床版補強イメージ

目課

合体型環境適応型知能ロボットイメージ②自律走行のための認識・制御システム研究
既存走行プラットフォーム「健気」へSLAMを実装し、自律走行を可能とする研究
目課

標：盛土の品質管理（締固め度，水分量）を自動で行う
題：環境認識、自己位置推定しつつ複数の測定点を経由する自律移動制御
解決手法：GPSやIMU、LiDARのセンサ情報を統合し、環境認識、自己位置推定する
市場規模：高速道路における盛土の面積は2,500m 2 に及び、
25,000箇所の点検が必要

盛土
http://www.netis.mlit.go.jpより

盛土の品質管理を行う計器
RI密度水分計「ANDES」
本体 10.5kg + 線源棒 2kg

042

2021年度事業概要

計器を搭載した台車を連結した“健気”

マルチクローラ探査ロボット “健気”

第１回RFP研究
テーマ名

広域未踏峰探査技術／アイデア型

2016年4月～ 2017年3月

RT ソリューション技術に基づく合体変形型移動ロボットの環境認識移動知能化技術の研究開発

機関名：東京大学、THK株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

省電力と運用性を特徴とするRTソリューション技

具体的な目標を日本家屋（階段が急）、およびオ術を用いて形態の切り替えが可 能（走る、作業する、

フィスのサービスロボットの開 発と設定し、以下を階段を登る、etc. ）で、身体の状態が不安定になるよ

実施した：１）省電力化システムにおける三次元の環

うな歩容を行うことなく移動できる環境適応型ロボッ

境認識 と行動生成システムの統合、２）環境認識にトを対象として、三次元の環境地図の生成と理解に基応じた移動行動戦略制御法の構築。合体変形型移動ロ

づく移動制御技術を融合し、環境に応じて適切な移動

ボットのシミュレーション環境を構築し、省電力型ロ形態と移動戦略を有するロボット知能の実現を目的とボット計 算機システムの検討を実施しつつ、実機をする。事業化としてはサービスロボットで求められる開発した。

環境適応型ロボット、および、そのコンポーネント販売を目指し、宇宙利用としては将来の宇宙探査で必要となる極域環境や縦孔などで求められる環境適応型ロ
ボットを目指す。

省電力型ロボット計算機
システムの検討

合体変形型移動ロボットのシミュレーション環境の構築

2021年度事業概要

043

第２回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

広域未踏峰探査技術／アイデア型

2016年11月～ 2018年3月

大型マルチロータ機のコンパクト化の研究開発について

機関名：ヤンマー株式会社中央研究所、名古屋大学、大阪府立大学
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

研究の背景

実験と結果
効率の定義を入力トルクに対する推力をロータの掃マルチロータ型のUAV（Unmanned Aerial Vehicle）

引 面 積 で ノ ー マ ラ イ ズ し た 尺 度（FoM：Figure ofが様々なビジネスへ展開されつつある。

Merit)とし、以下の実験を行った。

しかし運搬を目的とする大ペイロードを必要とする機体の開発は遅れている、その原因の一つとして、推①比較のために同一平面に複数のロータを並べ、ロー力を向上させるために多くのロータを用いることか

タの軸間距離とロータのピッチ角をパラメータにら、地上への投影面積が大きくなり、UAV機体を運とったときのFoMを計測した。その結果、ロータ

搬する場合や、狭隘部での飛行が困難となることが挙間の干渉による効果は見られず、単独ロータの結果げられる。

を大きな違いは見られなかった。
②次にFig.1に示すようにロータ配置を上下２段とし、研究の狙い

v：ロ ー タ 面 間 距 離、h：ロ ー タ 軸 間 距 離 を パ ラ

そこで、ロータを多段に重ねることによって、地上メータにし、FoMを計測した。その結果をFig.2にへの投影面積を小さくしつつ、効率を落とさないような示す。v/r=0.5、h/R=1.35付近において、ロータを最適なロータ配置の設計指針を得ることを狙いとする。

平面に並べたときの結果と同程度の効率を示した。
③上記の結果を用いて、Fig.3に示す、より実用に近い８ロータ構成（上段、下段それぞれ４ロータ）での実験を行った。地上投影面積は従来（ロータを平面に並べたとき）に比べ30%減少している。その結果、v/R=0.75付近、かつヨーイングトルク差の調整のために上下ロータのピッチ角差３度にした場
合、効率が従来と同等となった。またこのときの回

Fig.1：ロータ配置を上下2段にした実験装置

Fig.2：ロータ配置を上下2段 に し た 場 合 の 実 験 結果。それぞれロータ面間
距離とロータ軸間距離は、
R（ロ ー タ 半 径）で ノ ー
マライズしている。

転方向は上下段のロータが上方から見て重なっている領域において、上段、下段のロータの回転ベクトルvu, vlの内積が正になることが条件である。

設計指針
効率を落とすことなく地上投影面積を小さくするためには、以下の条件でロータ配置を 2 段構成にする h/R=1.35、
v/R=0.5（2 ロータの場合）、0.75(4 ロータの場合）、上下ピッチ角差が 2 ～ 3 度、上下段ロータの重複領域で、vu・vl>0

Fig.3：ロータ配置を上下それぞれ 4 ロータにした実験装置。

モックアップ製作
今回の実験で得られた設計指針によって、以下のマルチロータの UAV のモックアップを製作した。
主要諸元
機体直径
ロータ半径(R)
ロータ軸間距離(h)ロータ面間距離(v)
機体重量

044

2021年度事業概要

470mm
100mm
160mm h/R=1.6
52mm v/R=0.52
950g コントローラ、バッテリ除く

第３回RFP研究
テーマ名2017年10月～ 2021年3月

広域未踏峰探査技術／課題解決型

小型・軽量化のためのMHz帯駆動DC-DCコンバータの先進要素開発

機関名：株式会社イチカワ、信州大学、大阪大学
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

高効率・超小型軽量を両立するMHz帯スイッチング
DC-DCコンバータの実現を目的としている。
磁性粉の材質・形状・大きさなどを検討して、周波数2 MHz 、最大磁束密度10 mTの励磁条件で、比透磁①磁性コンポジット材のパラメータが鉄損に与える
影 響 を 明 ら か に し た。特 に 鉄 損 は 世 界 の ベ ン チ
マークと比較して1/10以下を実現した。
②電力密度10 W/cm3の実現に向けて、高密度実装技率20以上、鉄損0.1 W/cm3以下、200℃以上の耐熱性術を開発した。

を持つ磁性コンポジット鉄心を実現する。また、表皮共振型コンバータとチョッパ型DC-DCコンバータ

効果と近接効果に起因するコイルの交流抵抗を50%低の両方において、電力密度10W/cm3を実現した。

減した磁性塗布線を開発する。さらに、トランスと駆動回路を一つの基板上に配置した共振型およびチョッ
パ型コンバータを製作して小型・軽量DC-DCコンバー
タ（出 力50W 、電 力 密 度10 W/cm3 、効 率95%以 上）を実現する。

磁性コンポジット鉄心

図1 絶縁形DC-DCコンバータ（LLC共振形）

磁性キャップ

S1
S2
S1
S2

磁性プレート

空隙 銅線

磁性コンポジット鉄心
図2 非絶縁形DC-DCコンバータ

１次試作品

最終目標
(1)効率：95%以上(2)電力密度：10W/cm3

2021年度事業概要

045

第３回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

広域未踏峰探査技術／アイデア型

2017年11月～ 2019年2月

フィールドのエネルギを利用した超低消費エネルギ型環境探査モニタリングシステム

機関名：東北大学、日本大学
プロジェクト概要【目的】
環境探査対象フィールドのエネルギ(重力場、流体場など）を利用することで移動のためのエネルギ消費
を極限に抑えた超低消費電力型の自律移動マルチエー【成果】①自律移動型水環境モニタリング用センサの開発
水環境モニタリングのための自律移動型センサブイを設計・試作した（図１）。

ジェント環境探査システム実現のための制御・推定技②観測データと数値シミュレーションのデータ同化に術を構築する。長期間の環境探査を自律移動マルチ

よる流速場のリアルタイム推定技術各センサの観測

エージェントで実現するためには、消費電力を抑える

データ（流速、温度など）をリアルタイム収集し、ことが必要不可欠である。このため、重力場、流体場

数値シミュレーションに外挿して、データ同化によのエネルギを移動に利用し、移動のためのエネルギ消り対象とする水環境全体の流速場を推定する技術を

費を極限に抑えつつ、探査フィールド全体の状況を推構築した（図２）。

定する技術の研究開発を行う。

③流速場推定結果と移動に要するエネルギを考慮した効率的な環境探査のためのセンサ群制御技術計測ポ
イントの評価アルゴリズムを構築した。
④実証試験
フィールド（猪苗代湖）において４台のセンサブイによる実証試験を実施し、観測データからの流速場の推定に成功した（図４。図３は観測データを用いない推定値で比較用）。

046

2021年度事業概要

第３回RFP研究
テーマ名

広域未踏峰探査技術／アイデア型

2017年10月～ 2018年9月

異種・複数小型ロボットを用いた確率的領域誘導による環境探査システムと要素技術の検討

機関名：中央大学、プログレス・テクノロジーズ株式会社
プロジェクト概要【目的】
表面探査において異種複数の小型ロボットを用いる【成果】①異種・複数ロボットによる領域内協調探査技術

ことで、対象領域内の観測情報を確率的に収集し探査リーダ（１機）とフォロア（多数）を最小構成単位

効率を向上する手法を提案し、それに関わる技術、とし領域探査を行う。フォロア群は低知能で環境とアルゴリズム、システム（ハード・ソフト）を検討のインタラクションにて確率的移動及び観測を行する。

い、時間と共にリーダ周囲の空間観測率を上昇さ

このために以下の課題を設定している。
①異種・複数ロボットによる領域内協調探査技術②ロボット間相対配置認識手法の検討③小型軽量空中移動機構を有するロボットの研究開発（リーダ機）④小型軽量表面移動機構有するロボットの研究開発

せ、リーダの移動に追従する。リーダは観測率に応じ、他のリーダと協調移動する。この際の行動アル
ゴリズムを検討している。
②ロボット間相対配置認識手法の検討
フォロアがリーダを認識し、自らとリーダの相対距離を把握する方法を検討している。

（フォロア機）③小型軽量空中移動機構を有するロボットの研究開発

最小構成探査ユニットを想定して各アルゴリズム、（リーダ機）

機能を検証する。また月惑星探査のみではなく、地機体の小型化に伴うスケール的移動性能低下とセン上における建物・インフラなどの検査、観測、調査

サの低位置設置による視野狭窄問題を解決するたへの応用なども検討する。

め、リーダ機に跳躍移動を採用し大域的な探査戦略
決定とフォロアの位置制御を検討している。そのための跳躍機構を提案し、試作を行っている。
④小型軽量表面移動機構有するロボットの研究開発（フォロア機）
分散観測データ取得のため、小型軽量な表面移動方式および観測ロボットを昆虫型ロボットをベースに検討し、移動・観測機能に関して試作を実施している。

2021年度事業概要

047

第３回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

広域未踏峰探査技術／アイデア型

2017年10月～ 2018年9月

超高感度マルチカメラや深層学習を利用した高付加価値vSLAM技術の研究開発

機関名：株式会社アイヴィス、株式会社ビュープラス
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

本研究では、宇宙探査ロボットが用いられる月惑星

画像計測は、画像濃淡変化の強さ等の特徴を利用す

表面上や、同様の地球環境で、視覚の役割を果たす

るが、砂地などはこの特徴が弱いため、画像計測が難vSLAM 技術について、技術開発と性能評価を行う。

しいという問題がある（テクスチャレス問題）。

※

暗闇の撮影やコントラスト変化に強い超高感度カメラ

このテクスチャレスの自然地形に対する研究開発のを用いることや、深層学習にもとづくアルゴリズム改ために、提案者が既に研究開発したvSLAMをもとに、

良 に よ り、従 来 は 応 用 の 難 し い よ う な 環 境 で も本研究開発用のプラットフォームを構築し、深層学習

vSLAMを行うこと目指す。

などを利用した高性能なvSLAM技術の検討に発展させる。また、弱い照明や、明るさの強弱の大きな（コ※ vSLAM（Visual Simultaneous Localization and
Mapping）は、画像計測に基づき自己位置推定とントラストの強い）環境でも画像撮影が可能な超高感度カメラも用いる。

環境地図作成を同時に行う技術。未知の環境を探

H29年度に、JAXA相模原キャンパスの宇宙探査

査するロボットが、移動したり作業するために、フィールドを暗室とし、様々な照明条件での実験を行

ロボット自身の位置と、周辺の起伏などの地図情い、超高感度カメラを用いたvSLAM技術による自己報が必要となる。

位置推定や環境地図作成が、一般的なカメラで得られた画像より、よい結果が得られることが研究開発プ
ラットフォームで確認できた。

宇宙探査フィールドのvSLAM処理例：（左上）超高感度カメラの取得画像、（左下）照明が弱いため、一般カメラ
では画像取得が難しい、（右）超高感度カメラによるvSLAM処理結果、3次元環境地図とカメラ位置（青い枠）
実際の探査画像（はやぶさ、
イトカワ）によるvSLAM処
理 例： （左）vSLAM処 理
過 程 の 画 像：2枚 の 画 像 間での対応関係を示す。
（中）
推定した小惑星のワイヤフ
レームモデル、（右）同テクスチャマッピングモデル

048

2021年度事業概要

第３回RFP研究
テーマ名

広域未踏峰探査技術／アイデア型

2017年11月～ 2018年10月

テクスチャレスシーンのためのロバストな Visual SLAMの研究

機関名：株式会社コンセプト、株式会社モルフォ
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

Visual SLAM * は、画像計測に基づき、カメラで室内の壁や天井のようなテクスチャレス部分は、奥得られた複数枚の画像から、カメラの位置推定や環境行きを計算するための手がかりとなる特徴（模様やキ地図を作成する技術である。利用できる環境をより広ズなどの濃淡変化）が少ないことが問題である。弱いげるために、従来の画像の特徴抽出方法に加え、画像特徴を取り出すために、多種の処理を取ることもできの輪郭情報や濃淡変化の弱い部分（テクスチャレスなるが、計算に時間がかかりすぎで、実時間処理ができ部分）毎に特徴抽出方法を変える統合的な手法の研究なくなる。この様な問題の解決方法として、前処理と開発を行う。

してのハイダイナミックレンジ化や学習ベースの推定方法を検討する。

※ Visual SLAM（Visual Simultaneous Localiza-

このような技術課題に対し、アルゴリズム改善によtion and Mapping）は、画像計測に基づき自己位

る研究性能評価や、実際のカメラを用いた実時間処理

置推定と環境地図作成を同時に行う技術。未知の装置の研究開発を進めている。また、宇宙探査実験棟

環境を探査するロボットが、移動したり作業するの砂地形や、特殊な照明環境（真横から強い明かりがために、ロボット自身の位置と、周辺の起伏などあたる）での実験を通じて、宇宙探査ロボットでも利の地図情報が必要となる。

用可能なロバストな Visual SLAM技術の研究開発を行う。

オフィスシーンのVisualSLAM処理例（１）：（左）取得画像と抽出した画像特徴の重畳表示、（右）得られた3次
元環境地図とカメラ位置：空間中の点が特徴点の3次元位置を表し、手前の緑枠線がカメラ位置を示している

オフィスシーンのVisualSLAM処理例（２）：（左）取得画像と抽出した画像特徴の重畳表示（テクスチャレス部
分の特徴抽出が工夫されている）、（右）得られた3次元環境地図とカメラ位置

2021年度事業概要

049

第４回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

広域未踏峰探査技術／課題解決型

2019年2月～ 2022年2月

複数小型ロボットを用いた確率的環境探査システム

機関名：株式会社竹中工務店、中央大学
プロジェクト概要【目的】
建設現場等での工事進捗管理あるいは品質確認検①ロボット群により観測時間縮小と事象発見率向上を査を行う複数小型ロボットの分散協調検査システム

可能にするアルゴリズムの開発を開発する。システムの実現には、複数小型ロボッ

人またはロボット１台と比較して観測時間、事象発トが協調し効率よく分散していく仕組みや、現場で見率の優位性を示す。

の画像撮影を満遍なく行う仕組みなどが必要となる。

②高走破性を有する小型軽量表面移動型観測ロボット

ロボットがランダムに動くのみでは取得される環境の開発

情報にムラができ、環境全体の情報取得に長い時間

全長15cmかつ質量500gで15cmの段差乗り越えのを要する。また、建設現場では日々変化する資機材
配置や段差などがあらゆる箇所に存在し、これらを回避・乗り越える移動性能を持つローコストで高い踏破性能を有するロボット移動機構が必要となる。

050

【内容】

走破性達成を目指す。
③小型跳躍機構の実現および跳躍飛翔能力の活用検討
跳躍を可能とする小型跳躍機構を開発する。
④提案システムの実用化及び適用実証実験、事業化

これらの必要機能を研究開発し統合することで、分検討

散協調検査システム構築を行い、建設現場や老朽化

最小構成システムを構築し、建設現場において検査

インフラ等での適用を目指す。

実証実験および事業化に向けた評価を行う。

2021年度事業概要

第４回RFP研究
テーマ名

広域未踏峰探査技術／課題解決型

2018年12月～ 2019年12月

分散協調型ロボットによる製造工場等の物品供給システムの開発研究

機関名：JOHNAN株式会社、京都大学
プロジェクト概要【目的】
月面などの惑星広域探査活動において、多数の小【成果】①ロボットの自動走行へのMPA(モーションプランニ型探査ロボットが互いに連携しながら、安全に持続

ングアルゴリズム)適用可能性検証

的に探査活動を行うシステムの構築を目指す。この自走型ロボットが動的な障害物との衝突を回避しな

ようなシステムの実現に向けて、JOHNANでは、瓦がら目的地に達成するタスクを、MPAを活用して礫などが散乱した環境下を走破できるレスキューロ実現できるかを検証した。

ボット技術および 半自律ロボット群による編隊制御②自走型ロボットに搭載されたロボットアームによるロボット技術を保有する京都大学松野研究室と連携

ピック&プレース作業ヘのMPA適用可能性の検証し、さらにJOHNANが販売代理店を務めるRealtime

自走型ロボットマニピュレータが、目標地まで移動

Robotics社の瞬時にロボットの衝突回避制御を可能

し、指定されたオブジェクトをピックし目標位置にとするロボットモーションプランニング技術を活用

プレースする作業をMPAにより実現できるかを検

する。

証した。
③MPAを用いた複数の自走型ロボットにおけるピック&プレース協調作業システムの開発
複数台の自走型ピック&プレースロボットシステムの協調作業システムを開発した。

セル生産現場の狭い複雑なレイアウトにおいて、工程全体の供給状況を監視しながら、作業者の作業に影響を及ぼすことなく、個々のセルに安全に、タイムリーに、安定的に部材を配送・供給するシステムを構築する

2021年度事業概要

051

第４回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

広域未踏峰探査技術／課題解決型

2018年11月～ 2019年10月

群 AGV（Automated Guided Vehicle）の開発

機関名：株式会社コガネイ、東京電機大学
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

自走ロボット群を「物質の三態」に見立て、固体①「熱力学モデル」に基づく群制御手法のメリットでのような集団維持、液体のような集団形状の変化、ある通信負荷の低さ等の効果検証

気体のような集団の離散という特性を得られる「熱「集中制御モデル」、「流体など他の力学モデル」、

力学モデルに基づく集団移動制御手法」をもとにし「生物模倣モデル」などに対して、通信負荷や計算負た分散協調システムの実現。

荷などの低減効果検証をシミュレーションで行った。
②「熱力学モデル」に基づく群制御手法にマッチする
局所通信／測距手法の確立
各種通信／測距手法を組み合わせ、屋外・屋内・その他特殊環境において複数台での同時利用が可能な
通信／測距方式を見出し、新規センサモジュール等を開発した。選定された局所通信／測距方式の活用によって、移動体の総移動距離または所要時間を最小化する群行動を検討した。
③実機による動作確認／評価を行った。

部品供給システムに適用

052

2021年度事業概要

第４回RFP研究
テーマ名

広域未踏峰探査技術／課題解決型

2018年11月～ 2020年3月

空気圧人工筋肉を用いた蠕動運動による連続捏和・搬送技術の実用化検討

機関名：株式会社ソラリス、中央大学、株式会社ブリヂストン、法政大学
プロジェクト概要【目的】【成果】①捏和状態の評価手法の確立
・空気圧と流量計測によるリアルタイムセンシング
可能な評価手法を構築
・空気圧の積算流量から内容物の体積を検知し、材料の分布状態≒混合の進行状態が把握可能②整備性生産性の向上（材料のコンポジット化）
・コンポジット用素材（薄膜袋）を選定し固体推進薬に対する耐性確認
・整備や清掃等の前後処理を含めた工程時間短縮に寄与することを確認
・材料直接投入と比較して混合時間短縮のほか、混合度改善の優位性を確認③システムの頑健化・長寿命化
・実運用想定の加温環境下の繰返し膨脹試験で内側チューブ4.7千回以上、外側人工筋肉：100万回以上を達成
・人工筋肉ゴム厚さと直径の調整にて使用駆動圧に準じた蠕動運動ポンプを構築できることを確認④捏和・搬送システムのプラント化（システムインテ
グレーション）・サーキット状態において捏和・搬送評価ができるシステムを構築・捏和・搬送部（蠕動運動ポンプ）の大型化成功(直径の2倍化：内径φ57⇒Φ114）
・大型化したシステムの高速駆動装置を実現

空気圧人工筋肉を用いた多機能型蠕動運動混合搬送機の実用化に向けて、固体ロケット推進薬等の製造工程における材料の連続捏和・搬送技術を確立するため、捏和状態の評価手法の確立と整備性生産性の向上を目指した材料のコンポジット化を行う。産業利用の実用化に向けて、システムの頑健化・長寿命化とシステムのプラント化を進める。

【図表】

空気圧人工筋肉を用いた蠕動運動型ポンプ

大腸の動きを模した動作
運ぶ

センシング・制御構想案

混ぜる

多分野への利用展開を目指す＊高粘度流体、固液混合流体、粉体を運ぶ・混ぜる●固体推進薬製造工程による材料の混和・搬送

Air tube

Air sensing
SensorAir supply●汚泥、土砂などの楊重・搬送●食品の原材料の搬送

2021年度事業概要

053

第４回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2018年11月～ 2019年11月

広域未踏峰探査技術／アイデア型

インフレータブル構造部材を用いた自動展開・収納方法の検討

機関名：清水建設株式会社、太陽工業株式会社、摂南大学
プロジェクト概要【目的】
月表面を走行するローバを越夜可能とする越夜シェルター実現に向けて、円筒のインフレータブル
材を骨組構造材として、重力環境下でも自立する構造物の展開／収納手法を確立する。

【成果】①構造物展開・収納の自動化検討
・大型構造物を自動構築する手法の実現可能性を示す。
・部分試作により自動展開の実験的な検討を行う。
②越夜シェルターの仕様検討
・月面ローバの越夜シェルターのサイズ、ローバ入り口形状、開閉方法、熱条件、レゴリスとのイン
ターフェース、膜材料、付加的な発電や通信、着陸機との関係等にもとづく仕様を決定する。
③展開した構造物の計測方法の検討
・インフレータブル構造の展開状況がモニタできる計測法を提案する。
・試作モデルの展開実験で計測データを取得する。
④構造物の結合・拡張方法の検討
展開後あるいは収納状態のインフレータブル構造物
を結合し、空間を拡張する機構について調査する。

太陽工業の展開技術
がベース

054

2021年度事業概要

第４回RFP研究
テーマ名

広域未踏峰探査技術／アイデア型

2018年10月～ 2019年9月

ポリイミドフィルムを用いた極薄・極軽量インフレータブル構造体の検討

機関名：埼玉大学、精電舎電子工業株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

ポリイミドフィルム上への金属薄膜成膜技術とポリイミドフィルム製バルーンを前処理・接着剤レス
溶着で製作する技術をもとに、ガス圧の印加により展開するインフレータブルアンテナを実現する。

①インフレータブル構造の仕様策定
インフレータブル構造体のサイズを決定する。
②アンテナ電極成膜技術の確立
ポリイミドフィルム上に電極を塗布する技術を確立する。
③２種類の成型技術およびPIフィルム溶着の検討を行い、インフレータブル構造体を試作する。
折り紙技術を基にしたインフレータブル構造体の製作
熱間圧空成型法によるインフレータブル構造体の製作
２枚のPIフィルムの溶着による空気室の製作④インフレータブルアンテナの製作
上記技術を組み合わせ、インフレータブルアンテナを製作する。
⑤インフレータブルアンテナの評価試験
アンテナとしての性能評価および宇宙環境下への適用性を評価する。

ポリイミドフィルム溶着装置
2021年度事業概要

055

第５回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

広域未踏峰探査技術／アイデア型

2020年３月～ 2021年３月

広域探査および通信網確立のための羽ばたき移動体の開発

機関名：東京電機大学、千葉工業大学、株式会社大同機械
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

蝶の構造や羽ばたき飛翔時の姿勢制御メカニズムをモデルとすることで、以下の特徴を有した小型軽量な移動体を開発することを目的とする。
・翼幅長300mm以下、質量3g以下の機体サイズ
・省自由度な羽ばたき機構
・羽ばたきと滑空を併用する省エネルギな飛行
これにより、地上用途では建設現場での移動式通信アンテナや広域センシングシステムとしての実用化を目指し、現在推進されているi-Constructionに貢献する。
宇宙利用の想定としては、大気を有する火星表面における通信網確立のための中継点（マルチホップ
通信等）の設置をメインとし、滑空モードを利用した表面の観測や大気状態の計測などが挙げられる。

これまでに開発してきた、翼幅長100mm、質量0.5gの蝶型羽ばたき移動体は、初速0m/sからの飛び立ちを実現していたが、ゴムを動力としていたために飛行時間はわずか数秒であった。よって、以下の3項
目に従い、バッテリとモータを搭載した新たな機体を開発している。
⑴小型モータとギアモジュールの開発
遊星ギアユニットを搭載した、直径5mm、全長20mm、質量１g程度の小型高トルクモータを開発中である。
⑵小型軽量な移動体の開発
開発中のモータを実装するための、翼幅長200mm
程度、質量約2.5gの試作機を設計中である。
⑶重心位置と翅形状の最適化
最適な重心位置を探索するため、まずは滑空実験
による姿勢変化の様子を解析している。CFD解析も併せて行うことで翅形状なども最適化する。

＜滑空用の実験機＞（１）小型モータとギアモジュール

小型バッテリ＜滑空時の連続写真＞＜重心位置を変えた際のピッチ角変化の推移＞
機体を真下に向けた状態（ピッチ角-90deg）から自由落下させてピッチ角の推移を解析。重心位置を変えることにより機首上げの傾向が変わっていることがわかる。

（２）移動体のイメージ（左写真はベースとなった蝶型羽ばたき移動体）

056

2021年度事業概要（３）最適な重心位置探索のための滑空実験

第６回RFP研究
テーマ名

2021年１月～継続中

広域未踏峰探査技術／アイデア型

路面情報に基づくSLAM技術と動的経路生成のための組込実装技術の研究

機関名：三菱電機株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【内容】

探査ローバが月惑星の表面を移動する場合、現在の位置や目標地点、周辺の地形を正確に知る必要がある。
また、ローバに搭載したカメラ等のセンサで計測することで、遠くからでは計測が難しい小さい岩などの障害物を発見することができ、移動経路を更新することで、より安全な移動が可能になる。本研究では、自分の位置と周辺の3次元地図を同時に推定するSLAM（Simultaneous Localization and Mapping）技術を、
この動的な経路計画のためにより効率的に用いる研究を行う。そして、探査ローバに搭載しやすいように、
低リソースで高速に処理ができるような改良も同時にすすめる。この技術は、宇宙探査での活用に加えて、自動車の自動運転や工場内の荷物運搬ロボット等への応用も期待できる。

研 究 者 の も つ 特 別 なSLAM技 術（Point-Plane
SLAM)をベースに、路面情報しか得ることのできな
い月惑星環境で、高精度な自己位置推定と3次元地図の生成をより低リソースの計測センサで実現する技術を目指す。低解像度の広域3次元情報による動的な経路計画を行うために、アルゴリズムやスキャン範囲限定等の工夫を検討する。
図は、JAXA相模原キャンパスの宇宙探査実験棟にある模擬月面環境実験場で、提案方法の実験を行った
結果を示す。月の極域を想定し、非常に低い位置に配置した照明環境のため影の多いシーンとなり、ローバ
自 身 の 影 が 映 り 込 む と い う 問 題 が あ る が、Point-Plane SLAMによる自己位置推定と３次元地図作成が実現できることを確認した。今後は、動的経路計画を含めた検討を行い、宇宙探査での利用や地上応用を目指す。

約13m

宇宙探査実験棟 宇宙探査フィールド（天井照明）
斜め上からの視点

移動ローバにセンサを搭載

横からの強い照明環境で斜面を降りる
上からの視点横からの視点

Point-Plane SLAM により計測した移動経路（白線）と 3 次元環境地図

2021年度事業概要

057

第６回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名2021年４月～継続中

広域未踏峰探査技術／アイデア型

不定形物質サンプルの複段採取を実現するトーラス型分収納ハンド機構の開発

機関名：東北大学、小野電機製作所
プロジェクト概要
【目的】

【内容】

複数の不定形物質サンプルの連続的かつ小分けに①実機設計・組立て・実験実施・全体統括

して収納を行うハンド機構技術の開発を目的とする。

実機基本性能仕様の決定、サイズ・重さの範囲で

具体的には、先端部分で折り返して反転する袋状のの実機具現化、実機実験を通しての性能評価、おトーラス型のハンド構造により、様々な形状を有し、よび実機設計へのフィードバックをかけることでかつ多少ずれた位置・向きに存在する物質サンプルの開発の促進、移動体への搭載性も考慮したハンであっても、包込み採取が可能となるという特徴をド機構の構成検討を通して、考案原理の有効性を有する機構を具現化する。さらに、トーラス先端部確認する。

には、互い違いヘラ構造を設定し、隙間なく連続的②部品素材・加工法検討に物質サンプルを分収納しながら回収可能であるこ

耐極限環境性を考慮しての加工法の検討・実験的加とから、回収後に、小型ロボットが姿勢を変えても工の実施・蓄積を通して、実機部品加工において、物質サンプルを保持し続けることができる機能の実現を目指す。

新しい加工法を確立する。
③実環境での使用・運用にあたっての検討
体制継続しながら本プロジェクトおよびその後においても共同で技術開発や知財化を推進する。

図１：トーラス型採取機構の概念図

図２：月面上での物質サンプル採取の概念図(a)産業用ロボットへの応用 (b) 不定形のエンジン（不定形柔軟物の把持）（精密機械）の確実な保持
図３：事業化応用例

058

2021年度事業概要

第６回RFP研究
テーマ名

広域未踏峰探査技術／アイデア型

2020年12月～継続中

月面有人与圧ローバ用太陽電池パドル及びアンテナへの適用を想定した扇子型展開機構による軽量かつ再収納可能な展開機構の研究

機関名：株式会社テクノソルバ、オリガミ・イーティーエス合同会社
プロジェクト概要
【目的】

【内容】

扇子型展開機構は、衛星搭載用高精度展開アンテ

本研究においては図に示す扇子型展開構造をベース

ナへの適用を目的としてJAXA研究開発部門とともにに以下に示す項目を実施する。

開発を進めてきた。本展開方式は、有人探査用太陽①堅牢な扇子型展開機構の実現性検討

電池パドルや展開ラジエータにも適用が期待できる。

②扇子型展開機構のSAPへの適用検討

本展開方式では、中心部の回転運動のみで、展開③扇子型展開機構の展開ラジエータへの適用検討

動作を行うことが可能である。また、収納動作も可
下記項目を兼ね備えた展開機構の実現性を確認する。

能な機構である。
これらの特性を活かし、有人与圧ローバへの太陽電池パドルおよびアンテナへの適用を想定した、信頼性が高く、堅牢で取扱い易い扇子型展開機構の検討を実施する。

⑴月面重力環境下における展開/収納可能な機構⑵収納状態で、打上げ環境を含む振動環境に耐える
堅牢性⑶ワンアクションで展開、収納が可能な取扱性の容易性⑷Ka帯まで使用可能なアンテナの検討⑸試作品(展開機能モデル)を製作する。

扇子型展開構造 外観

2021年度事業概要

059

第６回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2020年12月～継続中

広域未踏峰探査技術／アイデア型

従来の金属線からなる信号用電線を軽量かつ高強度とする繊維電線の研究

機関名：株式会社KANZACC、古河電気工業株式会社、福井県工業技術センター
プロジェクト概要
【目的】

【内容】

有人与圧ローバは、時速 10 ～ 20km で月面を走行

繊維電線とは繊維の表面に金属めっきを施し、導電することが想定される。 車両の動力および走行、自動性を付与した導電性繊維を導体として用いた電線であ運転を制御するコンピュータ（ECU）と各機器を接続る。軽量かつ高強度な繊維を用いることで、その基本する信号線は、可動部の繰り返しの動作に追従するた特性をそのまま生かした電線となる。

めの曲げや走行荷重に対する疲労強度が要求される。

これら繊維電線を宇宙用途、あるいは地上用途に適加えて、真空環境下での使用や低温での使用に対する用することを目的とし、材料および製造技術の研究と耐性や軽量であることが求められる。

性能評価に取り組む。

本研究では、繊維電線の特徴である耐屈曲性および①軽量繊維電線の材料（母材、絶縁材）の研究

疲労耐性を活かした信号線を、アルミ電線と比して半②軽量繊維電線の製造技術の研究

分程度の軽量化を目指す。

③軽量繊維電線の性能評価
・機械的性質、耐熱特性、耐振動特性の評価※繊維電線は地上において自動車やロボット、医療用電線等に適用することが期待される。

・紫外線・宇宙線影響の評価、・シールド周波数遮蔽特性の評価

JAXA提供自動車、ロボット
医療用電線など

地上用途

060

2021年度事業概要

月面探査の信号電線として

宇宙用途

第１回RFP
研究
テーマ名

自動・自律型探査技術／課題解決型

2016年3月～ 2019年3月

遠隔操作と自動制御の協調による遠隔施工システムの実現

機関名：鹿島建設株式会社、芝浦工業大学、電気通信大学、京都大学
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

月や火星の建設作業では人間が現場に常駐して作業

地上の建設作業における開発で得られた建機の本格的することが難しい。一方、地上においても作業員不足

な自動化機能に加えて、月面拠点建設作業を想定した遠や生産性・安全性の向上のため、遠隔地からの遠隔操

隔操作と自動制御の協調による遠隔施工システムの実現

作による無人化施工やさらには自動化された建設機械に向けて、以下の機能の研究開発を実施しました。

による作業が必要とされている。
これらを実現するには、従来の技術として、建設作業で蓄積された確実な無人化施工システムがあり、こ①通信遅延に対応した操作支援機能②地形変化に対応した動作判断機能③複数建機の協調作業機能

れに建設機械の自動化を組み合わせる技術や時間遅れ

自動運転と遠隔操作の双方が可能なように改造を施を考慮した施工技術の確立が研究課題となる。これら

した建設機械を用いて、拠点建設の主要作業を定型の技術が実現すれば、月面においては対象範囲数十m

的・反復的な動作の組合わせに再構築して自動運転で四方のゾーンを整地し構造物を設置・遮蔽する遠隔施

行い、定型化できない細かな調整が必要な作業は遠隔工システムが、地上では生産性や安全性の高い新しい操作で行うことにより、月での無人による有人拠点建

建設施工システムが実現できる。

設の実現可能性を見出すことができました。

地上と宇宙の遠隔施工イメージ

月面拠点の施工法の詳細検討

建機模型/試験モデル→試験プラットフォーム車両→建設機械と段階的に試験を実施©JAXA ©2019KAIJIMA CORPORATION

2021年度事業概要

061

第１回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2016年3月～ 2018年3月

自動・自律型探査技術／課題解決型

超軽量建機アタッチメントおよびブーム等の開発および実地検証

機関名：株式会社タグチ工業、東京農工大学
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

現在地球上には多種多様な建機が存在しており、機1tonクラス油圧ショベル用構成部品であるアーム・

動性・安全性・軽量化・燃費向上に対する高い要求がブームを鉄製から軽量金属製あるいはCFRP製へサイある。

ズを維持したまま軽量化設計・試作・性能評価試験を一方、月面拠点基地建設を想定した建機は地球上か実施し、強度・剛性・操作性において鉄製オリジナルら輸送し、輸送コスト面から『汎用性が高い』『大型軽部品と同等であり実用レベルの評価を得た。また、軽量化』がより求められると考える。

量化により油圧ショベルの性能向上も定量的に確認出

そこで軽量化する建機として汎用性が高い『油圧来た。

ショベル』を採択した。油圧ショベルは『アタッチメ

CFRP適用による軽量化へ向けた要素技術として、ント』と呼ばれる作業用途に応じた機能を有する装置を

コーティングによるCFRPの耐摩耗性向上、TFBG光取付・交換する事で１台で様々な作業が可能となる。

ファイバセンサによるCFRPの温度・ひずみ同時測定

本研究では油圧ショベルの『アーム』『ブーム』等の技術、トラスによるCFRP製油圧ショベル用アーム構

部品や『アタッチメント』を従来とは異なる素材で造軽量化基礎技術を確立した。

設計・試作・評価試験をする事で『軽量化』と将来の『実用化』を目指す。

評価・操作性試験は試作品を油圧ショベルへ取付けた状態で実施した。

◆ 実用レベルで作業可能な強度・剛性◆ 軽量化による油圧ショベルの性能向上◆ 軽量化による作業効率・生産性の向上
CFRPの耐摩耗コーティング◆ 研究成果物一例

・軽量金属製アーム試作品（約45%軽量化）
・CFRP製アーム試作品（約61%軽量化）
・CFRP製ブーム試作品（約67%軽量化）
・CFRP製アタッチメント試作品（約20%軽量化）※鉄製オリジナル品重量と比較

1tonクラス油圧ショベル用
CFRP製アーム・ブーム
油圧ショベル取付状態（実物）

摩耗量(g)（＃120耐水研磨紙）

多層コーティングによる耐摩耗性の向上（Hy-coat仕様）

FY28開発材

FY29 開発材

繰り返し摩耗数（回）2021年度事業概要

CFRPアーム構造の軽量化検討
ベースモデル30～40%の構造重量低減（FEM解析）
トラス構造

優れた耐摩耗性を確認

062

7tonクラス油圧ショベル用
CFRP製テレスコープアーム
油圧ショベル取付状態（実物）第１回RFP
研究
テーマ名

自動・自律型探査技術／アイデア型

2016年4月～ 2017年2月

スクリュードライビングサウンディング(SDS)による月面でも利用可能な地盤調査技術の確立

機関名：東京都市大学、ジャパンホームシールド株式会社、日東精工株式会社、東急建設株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

月・火星においては、地上と同様に拠点構築には地

アースオーガの掘削情報に対して、スクリュードラ

盤調査は不可欠だが、使用できるリソースに限りがあ

イビングサウンディング（SDS）と呼ばれる現行の地る。地上においても、既製杭を施工する場合は、支持盤調査方法の定数推定アルゴリズムを援用して、月面地盤を推定するために、事前にアースオーガで対象地の地盤定数を推定する方法を提案する。推定式構築に盤を掘削し各種調査を行う必要がある。そこで、特別は、月面アースオーガによる系統的な掘削実験を必要な機器を使用せず、アースオーガの掘削情報から地盤とするが、これらの実験結果の検討を通して、杭打ち特性を逆推定する手法を確立する。これにより、月・工事等でよく用いられるアースオーガ形状の掘削特性

火星探査において地盤調査を容易にすると共に、地上を把握することが可能となるため、杭打ち施工管理方においても、掘削時の情報から地盤特性が求まり、コ法の提案につながるものと期待できる。

ストダウンや工期の短縮が可能となる。そこで、地盤調査専用の機器を用いず、アースオーガの掘削情報により、地盤定数を逆推定する手法を確立する。

基礎実験

月面地盤調査SDS-lunaという新提案
月面探査ローバ搭載のアースオーガーを用いた調査手法の確立

杭施工管理システム

現行のSDSにアースオーガーを組み込んだ
今までにない地盤調査手法を確立。地上でのデータを蓄積し、更なる進化へ。

現行SDSの理論と試験方法を基に、アースオーガー特性を把握する。

SDS-lunaの調査結果を基に、高精度システムを提案する。

2021年度事業概要

063

第１回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

自動・自律型探査技術／アイデア型

2016年4月～ 2017年3月

アースオーガによる地盤掘削時の施工情報を利用した地盤定数推定法

機関名：立命館大学、日特建設株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

月・火星においては、地上と同様に拠点構築には地スクリューオーガがボアホールを作成する際（掘削盤調査は不可欠であり、図１のように専用機器を使っ時）には、月面地盤より掘削抵抗を受ける。このスクた調査を行えるのが理想である。しかし、宇宙では使リューオーガと月面地盤との掘削抵抗情報を利用し用できるリソースに限りがある場合が多く、他の目的て、間接的に地盤強度を推定することを試みた。

で持っていくアースオーガ（図2）などの機器を活用

まず、理論上での掘削時にかかる力学の計算を行できれば効果的である。地上においても、既製杭を施い、次に実際に掘削する際のデータを取得した上で、工する場合は、支持地盤を推定するために、事前にこの２つの関係を利用して地盤強度を推定した（図アースオーガで対象地盤を掘削し各種調査を行う必要

３）。深さ1m程度の任意点で計測可能で安定した推がある。そこで、特別な機器を使用せず、アースオー

定が可能なアルゴリズムをまとめ、地上の代表的地盤

ガの掘削情報から地盤特性を逆推定する手法を研究しと月の模擬土壌で実験的に検証し有効性を確認したた。これにより、月・火星探査において地盤調査を容

(写真1）
。

易にすると共に、地上においても、掘削時の情報から地盤特性が求まり、コストダウンや工期の短縮が可能となる。

図１ 月面地盤調査計画の一例

スクリュー型のオーガ
は排出と掘削が同時に行える効率の良い掘削機構である。
写真１ 地上応用を想定した掘進制御の可能な大型掘削試験機

図２ アースオーガ

図３ 推定手法のフローチャート

064

2021年度事業概要

第１回RFP
研究
テーマ名

自動・自律型探査技術／アイデア型

2016年4月～ 2017年3月

締固め困難材料に対する振動等を用いた効果的な締固め方法と走行安定性の検証

機関名：酒井重工業株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

月面拠点では、着陸場や居住等のゾーン及びそれ締固め機械としては、既存の振動方式である通常、らをつなぐ道の地盤を締め固める必要があるが、地垂直または水平振動を有し、比較に適した仕様の車上の締固め機械は重く簡単に輸送することができな両を試験車両に選定した。試験材料としては、締固い。地上においても、従来、自重に加え振動を加えめが困難な材料を現存する土質から粒度調整も視野ることによって締固める手法が行われてきたが、砂に入れて選定し、振動効果が多角的に評価可能となや粘土はローラを用いた単純な締固めによって密度る測定方法を検討した。締固め試験では、試験材料を高めることが困難である。

に対する振動効果が含水比によって異なると予測さそこで、自重に極力依存せず軽量な機材で地盤をれたため、複数含水比の条件にて試験を実施した。

締め固める手法を検討し、地上でもより効果的な手

その結果、砂に対する振動方式ごとの締固め効果

法として応用することとした。締固め困難材料に対の違いを定量的に得ることができ、地上応用及び宇する振動ローラ（振動方式）の適用性を見極めるこ

宙応用の可能性が高まった。

とで、その応用範囲を広げると共に、新たな振動方式の可能性を探った。
影響する様々な
パラメータ

ローラ側

接触面

地盤側

運転質量
起振力
振動数
振幅
作業速度

曲面（ロール）

礫質土

平面（プレート）

砂質土

凹凸面（タンピング）

粘性土

基礎研究や機械設計の最適化

地上応用・宇宙応用

地上技術の適用性の見極め
地上の振動ローラ

月面拠点建設イメージ

大型室内試験場を使用した締固め試験

2021年度事業概要

065

第２回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

自動・自律型探査技術／アイデア型

2016年12月～ 2017年11月

建築分野の無人化施工に関するシステム検討

機関名：清水建設株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

建築施工では欠かすことのできないクレーンによる月面を想定した空間、荷重、結合等の条件を満たす

揚重作業の無人化を目指すことで、構造物の位置決

構造物の概念設計を行った。月面における無人化施工

め、資材の盛替、クレーンの揚重計画等の大幅な省人システムの全体像を明らかにするとともに、構造物位化が見込めるとともに、設計、施工管理や建物管理と置計測の精度検証を行い、システム検討に反映した。

の情報連携が円滑になる。また、月惑星環境や災害地

地上応用も視野に、無人化施工に向けた揚重物の位域などの極限環境において遠隔施工を行うことで、コ

置姿勢決定システムを設計製作し、実際の建設現場にストや二次災害のリスクを減少させることができる。

近い状況において試験を実施することでその有用性を遠隔作業や自動組立においては、位置決め手法および確認した。

その位置誤差を許容するシステムが特に必要であり、周囲のクレーンや金属製の構造物により電波環境が位置決めについてはGNSS/RTK(Global Navigation

悪 化 す る こ と が 懸 念 さ れ て い た が、位 置 の 算 出 はSatellite System / Realtime Kinematic)、LIDAR

GNSS-RTK の一般的な精度以下に収まったことから、(レーザー測距計)、IMU(慣性計測装置)などを利用

十分に遠隔操作による嵌合接合を実施できることが確した実証実験を実施し、誤差許容システムについては認された。

角錐と角穴から成る嵌合接合の手法を応用した月面無人化施工の概念検討を行う。

GNSSによる
位置検出の結果例

LIDARデータによる
移動体位置姿勢検出

センサおよび墨出システムの検証実験

概念検討に基づく月面居住モジュールの組立状況図

066

2021年度事業概要

遠隔クレーン作業のための位置決めシステム

第３回RFP
研究
テーマ名

自動・自律型探査技術／課題解決型

2017年11月～ 2021年7月

遠隔操作およびアタッチメントの自動脱着可能な軽量建機システムの開発と実地検証

機関名：株式会社タグチ工業、東京農工大学
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

近年地上では都市開発に伴う高層ビルの内装解体工①軽量化研究：1tonクラス油圧ショベル用構成部品事等の需要増や災害現場に対応可能な建設機械の軽量を複合材（CFRP）にて設計、試作し性能評価試験

化や遠隔化、自動化が課題となっている。

を実施。

一方、月面拠点基地建設において使用される宇宙用

全体重量は鉄製オリジナル油圧ショベルより210kg

建設機械は地球上からの輸送コスト削減の為大型軽量軽量化し、性能評価試験においても試験中に試作部化や無人作業を可能とする操作の遠隔化、自動化がよ

品の破損や掘削不能といった事は無く、鉄製オリジり求められる。

ナル油圧ショベルと同等な性能評価を得た。

そこで、本研究では建設機械用部品を従来と異なる②遠隔化・自動化研究：12tonクラス油圧ショベル用素材で設計、試作し建設機械のサイズ、性能、機能をアタッチメント着脱装置を設計、試作し性能評価試

維持した軽量化を図る他、建設機械の遠隔操作化、電験を実施。アタッチメント着脱装置により作業者が動化、機能の自動化など新たなシステムを設計、試作

油圧ショベル運転席から降りる事なくアタッチメン

し、将来の実用化を目指す。

トの交換（着脱）が可能となる。交換したアタッチ
メントの脱落を防止する３種類のオリジナルロック
機構を備えており、ロック機構は着脱作業に応じて自動で作動する。これにより作業者の安全性や着脱作業工数削減による作業効率の向上を得た。事業化として研究成果物の量産製品化に成功し販売を開始
した。
③電動化：バッテリユニットシステムを設計、試作し性能評価試験を実施。容易に着脱可能なバッテリ（リチウムイオン電池）を複数搭載し、いずれかのバッテリを電力源として使用。現在使用中のバッテリが空になると別の未使用バッテリへ無瞬断で切り替える事で連続して電力を供給する事が可能となり、同電力の鉛電池を用いた場合と比べて軽量化となった。

複合材製軽量油圧ショベル（実物）アタッチメント着脱装置（実物）2021年度事業概要

067

第３回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2017年10月～ 2020年9月

自動・自律型探査技術／課題解決型

持続可能な新たな住宅システムの構築

機関名：ミサワホーム株式会社、株式会社ミサワホーム総合研究所、大学共同利用機関法人 情報・システム研究機構 国立極地研究所
プロジェクト概要【目的】

度な気密・断熱性能を必要とする。ユニット接続

持続可能な新たな住宅システムの具体的な目標として “未来住宅” を想定。これを構成する技術要素を提案し、その具体化と有効性を検証する。
また、これら技術要素の中から、有人宇宙探査へ寄与し得る技術を模索する。

を 乾 式 工 法 と し な が らC値=1.0cm2/m2、Ua値=0.2W/(m2･K)を実現した。
③太陽光を利用した独立エネルギーシステム
AMSUは外部からのエネルギー供給に依存しない独立したエネルギーシステムを有する。これは太陽光エネルギーを多段階に活用し、エネルギー【成果】

利用効率の向上を目指したものである。

１．技術要素の具体化“未来住宅” を構成する技術要素を、「①構造物の柔軟な拡張・縮小を可能とする工法」、「②専門性を要しない簡易な施工方法」、「③自立型エネルギーシ
ステム」、「④簡易な維持管理システム」に分類、技術要素の具体化を試みた。
２．南極地域での実証
前述の４つの技術要素は、南極地域における有人④センサを用いた見守り

観測拠点の構築及び運用時の要求事項にも共通す

AMSUは南極地域観測活動の拠点として利用する。さらに、南極同様に極限環境である宇宙での有るため、機能と安全性を維持しなければならな

人探査活動とも多くの共通要素を有する。そこで、い。そこで、機能及び安全性を見守る各種センサ

各技術要素を具体化させた、南極移動基地ユニットを装備し、利用者にユニットの状況をリアルタイ（以下、AMSU）２基を製造し、南極地域にて各技

ムで表示することを可能とした。
４．南極地域での実証

術要素の実証を行った。
３．各技術要素の実証

2019年度に製造したAMSU２基は、2020年１月①施工省力化と柔軟な可変性に砕氷艦しらせにより南極昭和基地へ上陸した。現AMSUは、輸送時は橇に乗せて雪上車で牽引す

在、第61次南極地域観測隊により前述の各技術要る。観測拠点に到着した後、２基のユニットを接素の実証が進められている。

続して観測隊員の生活拠点とする。この形態変更
作業を、限られた施工能力下で簡易的に行えるかを検証する。

これらの実証結果は、“未来住宅” のみならず宇
宙有人探査に向けた有効性評価へも展開する。
これまでの実証の例として、防寒装備（服、手袋など）を装着した状態での作業性実証に基づく、宇宙服装着時の作業性評価などが挙げられる。
今年度の南極地域は雪不足のため、一部の実証ス
ケジュールに遅延が生じているが、引き続き各技術
要素の有効性の実証を進める。

輸送時はユニット単独

利用時はユニット連結②高度な断熱性能基準
AMSUでは省エネルギー性を確保するため、高068

2021年度事業概要

砕氷艦しらせへの搭載作業（2019 年 11 月）

昭和基地への陸揚げ（2020 年 1 月）

第３回RFP
研究
テーマ名

自動・自律型探査技術／課題解決型

2017年10月～ 2021年３月

アースオーガ掘削情報による地盤推定のシステム化検討

機関名：日特建設株式会社、立命館大学
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

月・火星においては、地上と同様に拠点構築には地

本課題に先立つアイデア型研究では、スクリュー盤調査は不可欠であり、専用機器を使った調査を行え

オーガがボアホールを作成する際（掘削時）に地盤よるのが理想である。

り受ける掘削抵抗情報を利用して、間接的に地盤強度

しかし、宇宙では使用できるリソースに限りがあるを推定することを試みた。その結果、深さ１m程度の場合が多く、他の目的で持っていくアースオーガ（図１）

任意点で計測可能で安定した推定が可能なアルゴリズなどの機器を活用できれば効果的である。地上においムをまとめ、地上の代表的地盤と月の模擬土壌で実験ても、既製杭を施工する場合には、施工中のアース的に検証し有効性を確認した（写真１）。

オーガによる掘削情報から、支持地盤に達しているこ

本課題では、アイデア型研究の成果を発展させ、地とを確認することが求められる。そこで、特別な機器

上地盤における杭工事へ適用することを目指した。径を使用せず、アースオーガの掘削情報から地盤特性を200 ～ 500mm、深さ10 ～ 20m 程度の杭の掘削を対逆推定する手法を研究した。これにより、月・火星探象とした原位置掘削試験機を製作し（写真２）、この試査において地盤調査を容易にすると共に、地上におい験機により地盤の性状がわかっている試験地においてても、掘削時の情報から地盤特性が求まり、コストダ掘削を行い、地盤性状データと推定値との整合性を確

ウンや工期の短縮が可能となる。

認することにより、有効性の検証を進めた。
地上工事では、地盤の飽和・不飽和条件、砂、粘土等の地質条件、礫分含有量等の条件が、地盤特性の逆推定に影響を与える可能性がある。このため現場検証
試験と並行して室内掘削試験も実施した結果、地質条

図1 アースオーガ
スクリュー型のオーガは排出と掘削が同時に行える効率の良い掘削機構である。

件やオーガ形状の違いが掘削トルクにおよぼす影響が明らかとなり、本推定手法の適用性検証および推定精度の向上に有効な知見が得られた。

写真 2 現場検証試験用の原位置掘削試験機

写真1 地盤定数の推定手法の検討に使用した掘進制御の可能な大型掘削試験機

現場での検証を経て地上での工事に適用

写真 3 現場検証試験の状況（杭基礎工事をイメージ）

地盤定数推定手法の応用の流れ

2021年度事業概要

069

第３回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

自動・自律型探査技術／アイデア型

2017年11月～ 2018年12月

効率的なバケット掘削のための地盤情報取得技術

機関名：東北大学、清水建設株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

月や火星あるいは地上の無人化施工においては、遠①模型バックホウによる地盤の掘削抵抗計測実験：土質隔や自動操作による地盤の掘削作業が要求される。そ条件を変化させた供試地盤を作製し、掘削実験を行っの場合に効率的な掘削を行うためには、地盤の変化をてバケットに作用する地盤の掘削抵抗を把握した。

把握し、適切な掘削手順をリアルタイムに決定するこ②模型バックホウによる掘削後の地盤形状計測実験：砂とが重要となる。本検討では、バックホウによる効率

質土をバックホウで掘削した後の地盤形状を把握す的な自動掘削を実現するために、地盤の形状変化や掘るための計測実験を行った。

削抵抗に基づく掘削手順の最適化を図る。

③掘削シミュレーションモデルの構築：模型実験で得られた基礎データを基に、効率的な掘削手順の決定に必要な掘削シミュレーションモデルを構築した。
④実機による地盤の掘削実験：実機を用いた地盤の掘削実験を行い、掘削シミュレーションモデルの妥当性を検証した。
⑤地上および宇宙への適用性検討：地上の事業化シナリ
オ作成および宇宙への適用課題の抽出を行った。

モータ

力覚センサ

バケット

レゴリスシミュラントを掘削した際の抵抗力
土槽

模型バックホウによる掘削実験

実機を用いた掘削実験

070

2021年度事業概要

第４回RFP研究
テーマ名2018年12月～ 2020年5月

自動・自律型探査技術／課題解決型

林業機械システムの自動化による省力化の研究について

機関名：株式会社熊谷組、住友林業株式会社、光洋機械産業株式会社、株式会社加藤製作所
プロジェクト概要【目的】【宇宙への展開】

我が国の林業分野で発達してきた架線集材システム

熱交換が困難な月面では、動力源が固定され吊荷のは、エンジン駆動で手動運転のウインチを用いていま移動が容易である架線集材システムを採用することにす。これを高度な制御技術を適用するために電動化し、より、繰り返し運搬等を安定して実施することが可能

これにより架線集材システムの自動運転を実現します。

となります。さらに架線集材で使用する搬器は掘削機

さらにこれを月面での構造物や資材の運搬、設置等の能を持たせることもできるため、材料採取と同時に貯運搬システムに応用する研究開発を行いました。

蔵し、運搬することで、月面での土木作業の効率化を実現します。

月面の架線集材システムの運搬イメージ

集材試験

月での無人による有人拠点建設のイメージ図 (JAXA 提供 )新たなコンセプトにもとづいた架線集材システムを試作し、林業現場における評価実験
により基本的な自動運転操作を実証しました。
本課題で得られた成果をもとに開発を進め、将来的な集材システムの設置の省力化、操作性と安全性の向上、省人化の実現を目指
します。

評価実験

事業化イメージ

株式会社熊谷組

住友林業株式会社

光洋機械産業株式会社

株式会社加藤製作所

造成工事やダム工事等での伐採作業への適用や、災害復
旧対応における急斜面での立木の処理などに活用・展開を進めます。

傾 斜 地 の 多 い日本 の 森 林 で必要な架線集材の労働生産性の向上等を目指します。

自社 製 品 へ の 活用と し て自然災害への対策に材料や仮設資材他の輸送設備への展開を進めます。

新集材システムに適合した製 品 の 開 発、お よ び自社 林 業
機械の改良・改善による拡販を進めます。

2021年度事業概要

071

第４回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2018年11月～ 2019年12月

自動・自律型探査技術／アイデア型

ロードヘッダ／掘削機械の自律的動作を実現するAI,IoT技術を用いた制御方式研究

機関名：株式会社三井三池製作所
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

自由断面掘削機（ロードヘッダ）は、トンネル閉空①トンネル坑内環境認識システム試作・検証：３次元間等の危険な作業現場において、オペレータの操作に点群による模擬トンネル壁面認識、AI深層学習をより切削ヘッドの回転と油圧シリンダ機構を作動させ用いた坑内の画像認識システム（精度90％）を構

岩盤等を掘削する作業等に用いられる。その際、事前築した。

の地質調査とは異なる硬い／軟らかい地質断面が都度②RHデータ収集・可視化・異常検知検証：センサ群、出現し掘削ズリ（掘削塊）の状態も変化するため、各

データロガー、クラウドシステムを連携し、掘削状況に適した掘削操作が必要となる。

データの収集→可視化→分析（二項分類による異常一方、月面での地形等の事前情報が無く遠隔操作に判断）→RH制御へフィードバックを行うシステムをよるタイムラグがある環境下において、周辺状況に応構築。自動走行停止検証の実施、データサンプリン

じ自律的・継続的に動作が可能な調査掘削機等の制御

グ精度等の知見を得た。

方式が求められる。

③重機の自律的動作に必要なAI学習モデル検討：各

本研究では環境に応じた自律的な動作・制御を行う

種センシングの実データと機械学習手法による岩盤システムの検討にあたり、AI・IoT技術を用いたセン

硬度分類モデル化、強化学習手法による掘削機械制

シングシステムの試作、実機データによる異常検知・

御のモデル化を実施した。

岩盤分類モデル化、ならびに掘削動作の学習モデル化④自律動作重機制御システムの試作・検証：強化学習の検討を行い、将来的に各種ICT技術を活用した「AI（Q学習、深層強化学習）によるRH掘削（経路）計

ロードヘッダ」実現に寄与する各種要素技術の有効性

画モデルをシミュレーション上で実装・検証、報酬の確認を目的とする。

の与え方によるAI学習効率の改善等を確認した。

図1．AIロードヘッダ概念図

図2．深層学習AIによる映像認識例(左)：赤外線画像（模擬岩盤掘削中）(右)：領域認識（黄：掘削塊、緑：トンネル断面）

072

2021年度事業概要

図3．
模擬トンネル試験場での実機掘削検証図4．
強化学習AIシミュレーション
モデル検証第４回RFP
研究
テーマ名

自動・自律型探査技術／アイデア型

2019年2月～ 2020年2月

超広帯域電磁波計測による地下電気物性分布の可視化

機関名：兵庫県立大学、京都大学、名古屋大学、川崎地質株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

地上や地下の利用においては、空洞の有無や規模をFDTD法からスペクトルの山谷を特定できれば、空事前に高い精度で把握することが必要である。空洞内

洞厚さを求められることがわかった。さらに、電界の部と周囲の地層では電気的物性が異なることが知られ方向成分に着目することで、誘電率情報を推測できるており、さらに地層の誘電率・導電率は周波数によっ可能性が高いことが示唆されたが、数値計算精度の改て数十倍変化するが、空洞中の空気の誘電率・導電率

善必要性が認められた。また、SARの利用により、レは周波数によらず一定値に近い。この特性に着目すれゴリス層の厚さを知ることができる可能性が示唆されば、地中の電波の伝搬状態から、空洞の有無や規模をた。実測としては、土槽による模擬実験を行い、分散見分けられると期待される。そこで本研究では、超広曲線の取得、トモグラフィによる毛管帯や水位面のモ

帯域の電磁波信号を地上で送受信し、周波数毎に振ニタリングを実施し、土層中の地下水分布を可視化で幅・位相特性を計測する。従来は別々の探査法であっきた。加えて、DOWT理論の構築と１次元波動方程式

た地中レーダ探査と電磁探査を統合した新技術を検討

を用いた数値的検証を実施し、物性パラメータの表現

し、物性境界の高精度検出と物性値分布の可視化を同は不連続における波の透過・反射を正しく記述すると時に達成するものである。

結論できた。以上から、物性境界の高精度検出と物性
値分布の可視化への足掛かりを得た。

2021年度事業概要

073

第５回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

自動・自律型探査技術／アイデア型

2020年１月～継続中

電動駆動制御による砂地走破性の向上

機関名：日産自動車株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【内容】

砂漠などの砂地を自動車が走行する際には、砂にタ①メカニズムの解明

イヤが潜ることで、自動車が脱出困難な状態に陥る可試験車や月面ローバを用いて基礎データを取得し、能性がある。このような事態を回避するためには、自砂地走行時のタイヤと砂地に働く力学的メカニズム

動車の細かなアクセル操作によって、タイヤの空転量を解明すると前進力を適切に制御しなければならない。

②駆動力制御系の構築

本研究では、電動四輪駆動車の有する高応答かつ高量産車開発で培ってきたモータ制御技術と4WD制精度な特性を生かすことで、砂地においてタイヤが空御技術を活用し、砂地走行に適した駆動力制御系を

転／スタックすることなく走破できる駆動力制御技術

構築するを開発する。試験車や月面ローバに提案する制御技術③制御の検証を実装し、砂地における走行試験を通して、制御技術

日産テストコースやJAXA宇宙探査実験棟にて、試の効果を評価する。この制御技術の確立によって、砂験車や月面ローバを用いた走行試験を行い、制御効

地を走行する市販車両や月面ローバの走破性と走行効

果の検証及び路面環境影響や車両状態の変化に対す率の向上が期待される。

るロバスト性の検証を行う①試験車を用いた基礎データ取得、
砂地走行時のメカニズム明確化②モータ制御技術と4WD制御技術を活用した駆動制御系の構築

市販車両の砂地走破性、走行効率の向上③試験車や月面ローバを用い、各環境試験にて制御の検証

月面ローバの砂地走破性、走行効率の向上
日産テストコース

074

2021年度事業概要

JAXA探査実験棟

第６回RFP研究
テーマ名

2021年１月～継続中

自動・自律型探査技術／課題解決型

力制御機能を有した建設機械の研究開発

機関名：ヤンマーホールディングス株式会社
プロジェクト概要【目的】【内容】
以下のステップに分けて研究を推進する。

建設機械が自動、自律的に作業を行うためには環境①シミュレーション解析

へ及ぼす力や環境から受ける力をうまく扱う必要がある。中でも不意に大きな外力が発生した場合の損傷をシミュレーションモデルを構築し、シミュレーション回避する「力のいなし」、ツールを対象にあてがいな上でアクチュエータ構成と制御手法の開発を実施する。

がら位置合わせを行う「力のならい」の動作が特に重②アクチュエータ単体での実機試験要である。

アクチュエータ単体の試験ベンチを構築し、１関節に従来用いられてきた油圧アクチュエータでは、一定対する制御性能の確認を実施する。

のいなし動作を実現できていたが、制御性能の低さか
ら高精度のならい動作は困難であった。電動モータを使用すれば高精度のならい動作が実現可能であるが、③３関節システムでの実機試験

衝撃を受けた際にその力をいなすことができなかっ②で構築したシステムを３軸に拡張し、３関節に対すた。本研究では、電動モータによる高精度のならい動る制御性能の確認を実施する。

作を実現しつつ、いなし動作も両立できるアクチュ
エータ機構とその制御手法を明らかにする。

力のいなし/ならい挙動により，現場で作業を行える自動化技術を実現でき，既存の自動計測，点検技術と組み合わせることにより，ライフサイクル全体の自動化を実現可能となる．

力のならい

力のいなし

改修

解体
建設ライフサイクル
設計
全体の自動化
による効率化

診断

点検
管理

施工

建設機械に応用

現場作業
計測情報を基にした現場での自動作業
計測・管理

作業

既存技術による自動計測，
クラウド上での管理

2021年度事業概要

075

第６回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名2021年４月～ 2022年３月

自動・自律型探査技術／アイデア型

カメラ可視光通信を用いた非GNSS利用広域高精度測位

機関名：カシオ計算機株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【内容】

宇宙空間においてVisual SLAM等の特徴点を用いた①基本測位動作実証

画像認識のアプローチは特徴が捉え難い場面が多く、屋内においてローバー等にカメラを装着し、自由移それ単体で測位を行う事が難しい。

動測位の実証試験を行う。基本動作による精度目標

そこで本研究では自社が保有する可視光通信技術(Picalico)の応用により、長距離測位における運用指標の確立や測位特性などの検証を実施し月面における測位技術としての有効性評価を行う。
研究の基盤となるPicalicoは下図に示すようにLED
送信機から送信されるRGBの変化パターンを信号とを達成すること、また種々の条件を変更して測定を行い、精度特性や移動速度限界などの特性を得る。
②広域・屋外測位動作実証
広域・屋外のエリアにおいて300m以上の距離を確保
し、測位動作の実働検証を行う。
③まとめし、カメラで撮影することでIDを受信する技術であ

研究項目の進捗を把握し、下記に挙げるような課題る。画角内に捉えたLED送信機からIDと画像上座標に対して必要と判断した場合には実施機関で協議を捉えることが可能であり、IDが確定した特徴点として進行を調整する。

して軽処理負荷で高精度な測位を実現している。

・広域/屋外における挙動特性の把握

今後は屋外や広域エリアへ対象を広げ、将来的に月・kmオーダーでの範囲への対応

面環境のようなオフロード環境でも高精度測位を可能

・今後の改善にするようなPicalicoの基本性能向上及び、アルゴリ（ex３自由度（平面拘束）➡６自由度への課題抽出）

ズム開発を行うことを予定している。

Picalicoを用いた測位

情報送信イメージ
時間
ID表現
色の変化パターンによって異なるID情報を表す※工場・倉庫のフィールドで製品化された例

カメラ設置イメージ

076

2021年度事業概要

実走経路測定データ

宇宙利用の構想

第１回RFP
研究
テーマ名

地産・地消型探査技術／課題解決型

2016年3月～ 2018年3月

小型２次元イメージング分光器の開発による水氷センシング技術の研究

機関名：株式会社センテンシア、大阪大学
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

既存の２次元イメージング分光器には各種方式の機①原理確認モデルを用いて水、氷の反射データを計測

種が存在するが、小型・軽量化には、その方式ゆえのして原理確認を行うとともに試作機を設計、製作限界がある。本研究においては、その制約条件の少なし、野外での試験データをとることを目標とした。

い方式を用いて、大幅な小型・軽量化を図った機種を②試作機を写真１に、試作機仕様表を表１に示した。

開発することが大きな目的である。28年度はそのた③この試作機を用いて、設計仕様の評価を行った。そめの光学系の最適化、駆動方式の検討、検出器の調の結果の内、光量試験、波長校正の結果を図１、図査、一部光学部品の最適設計と試作、29年度は試作２に示す。

機を製作し、性能試験および水氷センシングの試行試④試作機の性能としては所期の目的を達成できたが、験を行った。また、鉱物に微量の霜をつけて観察し、試験車両搭載が野外使用という条件であったため、氷検出に必要な分光カメラのシグナルノイズ比性能を防水機能などを追加したために、サイズが大きくなったことに伴い重量が増えた。

見積もった。
以上により、本方式の製作および性能実現の目処を⑤月面の永久影領域の環境を模して、鉱物に微量の霜をつけて観察し、氷検出に必要な分光カメラのシグナ得た。

ルノイズ比性能を見積もり、低温下では鉱物の近赤
外吸収スペクトルの形状が変化することも確認され、温度によるスペクトル変化の過去研究と整合する
データを出すことができた。図３にその結果を示す。
⑥積雪の観測画像の一例を図４に示した。

写真1 試作機

表1 試作機仕様
項 目
仕
様
値
焦点距離
25mm
分光器F値
F2.5
光学系F値
F62.5
観測波長範囲 900nm~1700nm
波長分解能
約25nm
波長精度
±5nm
作動距離
1ｍ
観測範囲
200mm×200mm
サイズ
163mm(d)×99mm(w)×75mm(h)
重量
1.5㎏
駆動電力
10W
駆動ソフト
PCよるUSB接続にて駆動
使用環境
温度：-20℃~40℃、湿度：20% ～80％（結露無き事）
その他
防水機能はあるが、水没は不可

図3
温度によるカンラン石の反射スペクトル変化の先 行 研 究（Hinrichs et al.,1999）に 今 回 の 実
験 の カ ン ラ ン 石 の デ ー タ（赤：390K、黄：250K）のデータを重ねたもの。

図1 光量試験結果

図2 波長校正結果

図4 積雪の観測画像の一例 左:出力値毎に色付けした観測画像 右:画素値の追直プロファイル
(2019年 雪氷研究大会 山形大会で発表)

2021年度事業概要

077

第１回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2016年3月～ 2017年2月

地産・地消型探査技術／課題解決型

液体を使わない建設資材の現地生産技術の研究

機関名：東急建設株式会社、東京都市大学、日東製網株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

遠心成型技術やジオテキスタイル技術を用いること①土質原料および繊維補強材の選定：圧縮による破砕によって、水などの液体を使わずに地上の土質原料や性、廃棄物としての消費需要などを考慮して、検討

月の砂を締固めて固化させる技術の検討を行う。各種用の土質原料を選定した。また、圧縮固化材料の補の土質原料や繊維補強材を使用した場合の固化の原理

強機能を有し、かつ月面等の過酷な環境においてもならびに実現性を明らかにするとともに、ブロック状

適用可能な繊維補強材（材質、形状）を選定した。

や土のう状の建設資材としての適用性を評価する。

②圧縮固化・強度試験：種々の土質原料単体あるいは各種繊維補強材を混入させた試料に、最大100MPaの一次元圧縮応力を加え、固化の状況、固化に必要な圧縮応力ならびに一軸圧縮強度等を調べた。
③遠心成型による固化体の試作：遠心機を用いて土質原料を固化させ、その特性を把握するとともに、連続的な自動化生産方法の検討を行った。
④網状補強材の検討：網状の補強材で圧縮固化した材
料やその組立構造体を覆い、構造体としての形状や強度の維持を可能とする方法の検討を行った。

月面の砂

圧縮試験
圧縮試験の材料

写真引用：松島亘志
月面表層土粒子の高精細X線
CT画像の取得とその利用

図引用：荒井朋子
かぐやデータと月試料の融合研究が拓く月科学

シラス大

鹿沼土

福島火山灰

鹿児島軽石

シラス

豊浦砂

Median size:70μm(soil)。Meteorite Impact
により高温高圧で溶融・粉砕されたため、ガラス質が多い。平地部では数ｍ、クレータ－部で10数mの厚さで堆積する。その下は岩盤。主な成分：
Si, Al, Ca, Mg, Fe

Mission!!
Regolithを使用してLunar base を建設
Regolith and short ﬁbers are mixed andcompressed using centrifugal device

078

2021年度事業概要

1次元圧縮試験で、固結状態を確認
Compressive strength of the regolith
simulant is investigated第１回RFP研究
テーマ名2016年3月～ 2017年3月

地産・地消型探査技術／課題解決型

現地資源からの建設資材の製造システム

機関名：三菱マテリアル株式会社、北海道大学、山口大学、株式会社大林組、有人宇宙システム株式会社、
株式会社IHI、株式会社IHIエアロスペース
プロジェクト概要【目的】【成果】①原料の調査・選定（粘土、シラス、模擬月土、スラジオポリマー (Geopolymer : GP)の原料物質（アグ、スラッジ）を行った。

ルカリ、ケイ酸）を地球表層の土壌や月面レゴリス（現地資源）から抽出し、その固化体（以下GP固化②DSC（示差走査熱量分析）およびXRF（蛍光X線分体）を製造するプロセス、ならびに現地資源から建設

析）、XRD（X線回折）およびMELTS解析等による資材としての焼結材を迅速製造・利用するプロセスに原料の溶融特性把握を行った。

おける必要エネルギーを導出する。これを元に、地球③GP-A固化試験：焼成した各種原料に水を加え、粒の一日あたり、1,000 kg以上の月レゴリスを処理し、子界面に溶出したアルカリによって原料自身を固化させる手法の検討を行った。

月面で建設資材を創製するための低エネルギーな手法を提案する。本手法により、従来のコンクリートやセ④GP-B固化試験：焼成原料から溶脱したアルカリ溶液をメントに比べてCO2排出を大幅に削減でき、かつ高強用いて新たな原料を固化させる手法の検討を行った。

度な固化体が作製できる。これらの固化体の性能を活⑤焼結材熱特性試験：焼結材内部温度計測ならびに各かせる市場の調査および、新たな固化体製法に基づく

種焼結温度プロファイルの適用による低エネルギー
焼結手法の検討を行った。

事業化案の策定を行う。

⑥固化体の物性総括と製造所要エネルギーの算定を行った。
⑦新たな固化製法の展開と事業化に向けた検討を行った。

焼結、ジオポリマー（GP）固化体、二つの建設資材
焼結体：粉体を型枠に入れ、高温（700 ～ 900℃）で焼結・固化することで得られる固型化物 例）レンガ、土器
GP：ローマセメントとして知られる人工岩石系の材料。結合材（フィラー）と骨材を脱水縮合反応により固化
例）ローマのパンテオンやコロッセオ
製造プロセス案（例）
原料

原料

≒

焼結体とジオポリマー固化体のメリット・デメリット及び研究対象
焼結体
ジオポリマー固化体
製造工程におけるCO2排出が少ない水を使うコンクリートに比べ工程が簡単
強度、耐酸アルカリ性、耐熱性に優れる
現地材料のみで製造可能
長寿命
高温処理が必要
少量の水が必要
デメリット
厚いブロックでは時間がかかる。
焼結材と比較して工程が複雑
 製造の最低温度（エネルギー）の測定 合理的な新規GP製造手法の開発
研究対象
製造の最低温度（エネルギー）の測定
 焼結時間が最適なブロック厚の算出

骨材

メリット

成型

焼結
焼結体
ブロック

（700～1,000℃）（700～1,000℃）

新たな挑戦１：
最適加熱手法
の開発

焼成
結合材
抽出

水添加・
混練

新たな挑戦２：反応機構の解明と最適化

成型

候補原料と想定用途

養生（50～150℃）

GP
ブロック

スラグ

h�p://www.mmc.co.jp/naoshima/products/copper_slag.ht
ml

原料
レゴリス・シミュラント
粘土（ベントナイトなど）
シラス（火山灰）
スラグ廃材（銅スラグ）
スラッジ（浄水汚泥）

○

GP固化体
○
○
○
○
○

現地資材のみを原料とする建築
資材製造方法を開発する

h�p://www.mech.tohoku.ac.jp/sena/series29/vol2/vol2 -1.html
h�p://emdb.jaea.go.jp/emdb/

汚泥

低エネルギーGP

焼結体
○
○

一般建設用

火山灰や汚染土壌

石炭灰

現地資源や
廃材安定固化そして月面拠点建設

建設資材の用途
月面基地
発展途上国レンガh�p://www.pref.shiga.lg.jp/n/kigyo/na
nbu/nanbu.html

h�p://www.kyudensangyo.co.jp/corpora�on/recycle/

廃ゼオライトh�p://www.chuden.co.jp/corpo/publicity/press2004/1
027_3.html

H2O

地上

水は回収可能月面©Apollo17/NASA

極限環境での長期安心安全居住を可能にする

加熱と水和を駆使して砂を固化する

2021年度事業概要

079

第１回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

地産・地消型探査技術／アイデア型

2016年4月～ 2017年3月

土砂や火山灰の形成技術の研究

機関名： モルタルマジック株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

提案者が現在保有する「紛体を自由な形に形成し固①砂および火山灰形成物の適用検討：形成物の実用的める技術」の適用範囲を拡大し、新たな市場の開拓をな展開先の調査ならびに展開に必要な形成物の目標目指す。具体的には、砂や火山灰を用いて作製した形成物の実用的な展開先ならびに月面における適用性を

性能を明らかにした。
②形成物の基本性能確認：基材（砂・火山灰等）の安探るとともに、その形成物に要求される性能を確保す

定的な調達方法を調査し、それらの基本的な性質るための新しい形成技術を提案する。

（化学組成、粒子密度、粒度等）の把握を行った。
③各基材について従来のバインダー混合比を変えた形成物を作製し、それらの強度特性を把握を行った。
④形成物の改良研究：実用展開に必要な形成物の性能を満たすバインダーを調査・調達し、形成物を試作しその性能を評価した。
⑤砂および火山灰形成物の地上における新たな用途製品を提案するとともに、宇宙での適用可能性について検討した。

基本性能試験
①バインダ材の混入率を変えてベース試験体を形成②ベース試験体表層に各種トップコートを塗布
し特性を把握簡易強度試験装置

強度試験後の試験体

080

2021年度事業概要

第１回RFP
研究
テーマ名

地産・地消型探査技術／アイデア型

2016年4月～ 2017年3月

火成岩あるいは粘土鉱物を主体とする土質材料からの建設材料の作製

機関名：株式会社大林組
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

①土質原料および繊維補強材の選定：圧縮による破砕①土質材料調達・調整：粘土鉱物、汚泥廃棄物、模擬性、廃棄物としての消費需要などを考慮して、検討

月土（シミュラント）等の原料を入手し、粒度等の調整を行った。

用の土質原料を選定する。また、圧縮固化材料の補強機能を有し、かつ月面等の過酷な環境においても②マイクロ波溶融技術の研究：模擬月土および汚泥廃適用可能な繊維補強材（材質、形状）を選定する

棄物のマイクロ波による加熱特性を調べた。加熱後②圧縮固化・強度試験：種々の土質原料単体あるいは試料の外観ならびに一軸圧縮強度と、投入積算電力を調べた。

各種繊維補強材を混入させた試料に、最大100MPaの一次元圧縮応力を加え、固化の状況、固化に必要③コールドプレス技術の研究：粘土鉱物、玄武岩、汚な圧縮応力ならびに一軸圧縮強度等を把握する

泥廃棄物ならびに水分を種々の混合比で調整した材③遠心成型による固化体の試作：遠心機を用いて土質料を一軸載荷して成型し、さらに乾燥養生を行って原料を固化させ、その特性を把握するとともに、連固化試料を作製する。固化試料の外観ならびに一軸

続的な自動化生産方法の検討を行う

圧縮強度を把握し、最適な混合比、養生条件等を特④網状補強材の検討：網状の補強材で圧縮固化した材
料やその組立構造体を覆い、構造体としての形状や定した。
④地上における廃棄物固化ならびに月・火星における利用のための技術およびコストの最適化についての強度の維持を可能とする方法の検討を行う。

検討を行った。

作製例：マイクロ波利用（左）、コールドプレス法利用（右）コールドプレス法手順

A. 原料混合B. 容器への充填

C. 圧縮後 容器からの取り出し

2021年度事業概要

081

第１回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2016年4月～ 2017年3月

地産・地消型探査技術／アイデア型

月土壌の水素還元システムの構築 ―低品位原料の工業的利用を目指して―

機関名：九州大学、若狭湾エネルギー研究センター、ヒロセ・ユニエンス株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

月土壌などの低品位の酸化物原料を還元対象とした反応炉の設計と反応条件の最適化を行い、還元が難し①流動層による模擬月土の水素還元を行い、その流動・反応条件の最適化を検討した。

い酸化物からの金属製造プロセスの工業的応用を検討②太陽炉を用いた固定層反応炉では、短時間で目標温する。また、太陽炉を用いた本プロセスの実現性、お度まで到達する能力が実証された。流動層反応炉によび地上では今までには用いられることがなかった低品位の酸化物原料や難還元性の酸化物原料を用いた金属製造プロセスの工業化を検討する。

向けた受光部や伝熱構造の設計指針を得た。
③流動層反応炉における低品位チタニアの水素還元実
験により、酸素欠損型チタニアの作製に成功した。
④実験成果をもとに1,000 kg/day の原料処理を行う
場合の反応炉の設計と必要なエネルギー量を見積
もった。

レンズ

中間シャッター
焦点部：加熱域

ガス流速（m/s）
流動化実験結果

082

2021年度事業概要

10 kW 大型太陽炉（g）
水生成量（g）

圧力損失（kPa）

流動層水素還元システム

反応時間（min）
水素還元反応例

第１回RFP
研究
テーマ名

地産・地消型探査技術／アイデア型

2016年4月～ 2017年3月

プラズマ・触媒ナノ粒子複合反応場によるCO2資源化技術の開発

機関名：九州大学
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

火星に存在するCO2とH2OからCH4への自立型エネ①Ni/Zeoliteナノ粒子とプラズマの相互作用によるルギー固定化実現を最終目標とする本研究は、その中CH4変換機構解明：プラズマパラメータやナノ粒子

核技術となる火星大気中の二酸化炭素と水素によるメ物性に対するCO2分解からCH4への分解反応プロセタン生成について、地上実験による製造プロセスの原スを定量的に明らかにした。

理検証を研究目的とする。

②実用的に意味がある高スループット、高変換効率の実現：プラズマと触媒の併用によるCH4の収率向上を実現。
③火星におけるCO2資源化プラントの概念検討：CO2
資源化プラントに必要なシステム要求を明確化し、CH4 yield (%)

CO2資源化プラントの概念検討を行った。

細長いプラズマの生成などにより材料ガス分
子のプラズマ滞在時間を延ばすことで収率向10 上が見込める。
15

5
0
-2
10

-1

0

1

10
10
10
gas residence time (s)

1日に原料1000kgをCH4に変換した場合のCH4生成速度GCH4=3x105cc/min
今後のエネルギー効率向上により、達成可能【成 果① Ni/Zeoliteナ ノ 粒 子【成果②実用的に意味がある高ス【成果③火星におけるCO2資源化プとプラズマの相互作用によるループット、高変換効率の実現】

ラントの概念検討】

CH4変換機構解明】•火 星 大 気 圧 条 件 下 に お い て、

•1日に1000kgの原料を変換する•従来の触媒法では実現出来プラズマと触媒の併用によるために必要なプラズマ体積はな い、室 温 でCO2変 換 率CH4 収率 19%達成（上図）。

10m3であることを理論計算より90％達成（上図）。

•触媒劣化なしに長時間運転の•CO2メタン化プロセスの理可能性を示すとともに・高ス

論的検討に必須の電子衝突

ループット高変換効率の実現

解離定数を初めて決定した。

可能性を示した。

明らかにした（上図）。

2021年度事業概要

083

第２回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

地産・地消型探査技術／課題解決型

2016年12月～ 2019年3月

ガス中微量水分計の小型・軽量・ロバスト化技術の研究

機関名：神栄テクノロジー 株式会社、産業技術総合研究所、大阪大学、茨城大学、鹿児島大学
プロジェクト概要【目的】
月や火星探査で水を現地調達し利用可能とする事が

重 量2.7kg, サ イ ズ100mm×100mm×260mmの考えられており、月探査上で水氷を含む揮発性物質の小型軽量な水分計を実現した。体積比は目標の33%ま

分布や濃度を知ることが最優先項目とされている。そで削減できた。世界最小の小型を実現しながら、最高のため、その要求を満たすセンサが求められている。

検出感度0.8ppbから20ppmの幅広い測定レンジを実地上用途ではppbレベル迄の微量ガス測定の要求があ現した。懸念だったロバスト性についても、固定軸をり、半導体／有機半導体などの先端プロセス現場では工夫することで振動試験をクリアし、半導体製造ライ

このような微量水分領域での小型センサが必要とされン・リチウムイオン電池生産ライン・ガス精製プランている。

トなどの高感度でリアルタイム水分計が必要とされる本研究では、上記のような様々な分野で必要とされて市場への投入を念頭に、製品化の目処がたった。月やいる、小型軽量（重量3kg、サイズ200mm×200mm

小惑星などの水や水同位体計測などの観測装置にも応×200mm程度）で高感度・高精度、かつロバスト性用が期待される。

を有するガスセンサーの実現を目指す。

図 振動試験中の水分計

084

【成果】

2021年度事業概要

第２回RFP
研究
テーマ名

地産・地消型探査技術／課題解決型

2016年12月～ 2018年3月

マイクロ波凍結乾燥（氷から水をつくる技術）

機関名：マイクロ波化学株式会社、東京工業大学
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

月や火星の地下に存在する水氷において水を効率的

マイクロ波の投入エネルギーと物質、系内、コールに分離する技術として、マイクロ波による凍結乾燥技

ドトラップの温度変化から条件を最適化した。系内の術の応用を提案する。伝熱では無く、直接氷状態の水

温度変化を観察しつつ、マイクロ波のエネルギー投入

分子にマイクロ波を相互作用させることが重要であ

量や、排気速度を調整することによって適切な乾燥がる。物質のマイクロ波吸収能(ε” )は固有値であり、行えるようになった。

表土と氷が混ざった状態において、ε” (表土成分)<<

電磁波による氷融解あるいは束縛水からの水回収系

ε” (氷)の周波数を選定すれば、マイクロ波や高周波の 原 理 を 解 明 し た。水、含 水 月 レ ゴ リ ス 模 擬 砂、により氷に選択的にエネルギーを伝達できる。

NaCl水溶液を対象として複素誘電率測定、マイクロ

さらに、半導体型マイクロ波発振器により複数地点

波・高周波照射下における凍結乾燥、in situラマン測から位相を制御したマイクロ波を照射することによ定を行い、誘電特性、乾燥特性、水の構造変化から水り、ある深度で電界強度が最大となる設計が可能とな

分子運動性や昇温特性を明らかにした。

る。つまり、氷存在する領域に選択的にマイクロ波を照射できる。
本コア技術を地球においてマイクロ波凍結乾燥技術として事業化する。

さらに、1m級の大きなマイクロ波凍結乾燥キャビ
ティを作成し、内部で-50℃、1 Paを達成することが出来た。位相制御試験に着いては２つのマイクロ発振
源の位相差によって、加熱される水の位置が異なることを確認した。

2021年度事業概要

085

第３回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

地産・地消型探査技術／アイデア型

2017年10月～ 2018年10月

植物生産へ適用可能な高性能人工構造タンパク質素材の開発

機関名：Spiber株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

構造タンパク質材料「ブリュード・プロテイン™」

高性能タンパク質材料の宇宙領域における利用を検は、多様な機能や特性を有するだけでなく、炭素や窒討する目的で下記①②の評価試験を実施し、同結果を素等の元素を豊富に含み、かつバイオプロセスにより持って宇宙航空部品等へ実装可能な製品提案を行った。

分解可能な高分子材料である。長期ビジョンとして月①タンパク質材料の宇宙航空部品としての性能評価規面での植物生産が検討される中、植物の生育に必要な格に準拠した評価試験を実施し、構造タンパク質材

肥料の輸送コストが課題となっている。本プロジェク

料の各種機械的特性、難燃性、及びオフガス特性等

トでは、窒素の月面への効率的輸送を実現するため、を評価した。

月面探査機部品や月に輸送する各種物資等の一部を構

難燃性においては、樹脂・テキスタイル・フィルム

造タンパク質材料に代替することを目指す。この目的それぞれで高評価獲得。オフガステストにおいてのため、探査機等に採用可能な物性的要求仕様の抽も、樹脂で最高判定基準、またテキスタイル・フィ

出、及び月面でのバイオプロセスによる肥料化を実現する新規タンパク質材料の開発に取り組む。

ルムにおいても高評価を得た。
②タンパク質材料の植物生産における肥料としての性能は、タンパク質材料が高い分解率を示す環境条件の確立、及び同タンパク質分解物が植物生育に及ぼす影響を評価した。生分解性試験の結果、植物の育成に必要な化合物が生成されることが確認できた。
様々な機能や特性を付与できる素材でありながら、生分解性に優れ、さらに植物育成の肥料としての再利用が期待できる。

086

2021年度事業概要

第３回RFP
研究
テーマ名

地産・地消型探査技術／アイデア型

2017年12月～ 2018年12月

袋培養技術を活用した病虫害フリーでかつ緊急時バックアップも可能な農場システムの研究

機関名：株式会社竹中工務店、キリン株式会社、千葉大学、東京理科大学
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

月面農場では、大規模安定作物生産のための病虫害

栄養成分評価、物質収支評価、低圧環境栽培や水循防止と緊急時食料バックアップへの対応が必要であ環などペイロード低減策の成立性の基礎的確認を行っる。加えて、ペイロードの低減には構築物建設資材低た。さらにこれらを踏まえた月面農場モデルのイメー

減、運用時のエネルギー低減が必要となる。これらをジ構築を行った。作物として、ビタミンＣ源としての実現するためには植物組織培養法による袋培養技術のレタスの植物体、炭水化物源となるジャガイモの種イ活用が有効であり、同じ袋培養設備が居住フェーズにモ、タンパク質源となるダイズ苗を対象とした。

合わせて小ロット栽培とウイルスフリー苗供給の両機能を兼ね備えることが期待できる。そこで、袋培養技術による作物の栽培可能性について実証的確認を行う
ことを目的とした。

外気圧はほとんどゼロ

常圧の栽培（圧力差に耐える構造物が必要）

低圧の栽培（圧力差が少なく構造物が簡素にできる）

袋培養のイメージ

低圧栽培の考え方

低圧栽培試験チャンバー

レタス生育状況（低圧）

防カビ実験の結果

プラズマ活性水生成装置

ジャガイモマイクロチューバー
形成状況

ダイズ不定胚生育状況（低圧）※本試験に使用した細胞は、国立研究開発法人農業・食品
産業技術総合研究機構 次世代作物開発研究センターから研究試料として提供いただいたものです

プラズマ活性水による養液処理の可能性検討

居住者20名に必要な栄養成分生産を想定した設備規模（緊急時はレタスを袋内栽培にて供給可能）

常圧区

水耕栽培設備（30m×2m×20段×3基＝3600㎡）

低圧区

居住エリア
15m

栽培エリア

作業エリア
袋培養設備
養液処理設備（20m×1.5m×5段＝150㎡）

20m
40m

20名の食料を供給するための
農場モデル

2021年度事業概要

087

第３回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2017年11月～ 2019年3月

地産・地消型探査技術／アイデア型

穀物増産を実現する種子へのプラズマ大量処理技術開発

機関名：九州大学、ケニックス株式会社
プロジェクト概要【目的】
長期有人月滞在におけるカロリー供給を月面で実現【成果】
本研究では以下の内容について検討を行う。

する基幹技術を創成するとともに、日本における農業①イネ・ジャガイモへの成長促進効果検討と条件最適化

生産性向上に資する技術に発展させることを目的とす提案代表者が開発したコンビトリアル照射法を用いる本研究では、「穀物を対象とした、発芽・成長促進て照射効果の検討と、照射条件の最適化を行う。コによる穀物増産技術」について検討する。

ンビナトリアル法では、発生した活性酸素窒素種

提案代表者は近年、モデル植物であるシロイヌナズ（RONS）やイオンの照射量を空間的に変化させて、ナ種子への処理による、11%の収穫時期短縮と56%

一度の実験で様々な条件で処理可能である。イネのの収穫量増加効果を見出した。本研究では、対象をイ

種子に対してコンビナトリアル照射法を適用して照ネとジャガイモへ展開し、発芽・成長促進効果の最適射条件の最適化を短期間で実現する。

化と大量処理実現のための問題点を明らかにしてこれ②種子の大量処理技術開発を解決すると共に、得られた知見を基に大量処理装置

１時間当たりイネの種子で５kgの自動種子処理をを開発する。

実現する。
③フィールドでの実証試験
圃場での栽培における課題の抽出と、収穫量増加、収穫時期短縮を確認する。

１．プラズマ技術の農業応用

３．モデル植物でのプラズマ成長促進

古来、雷（自然界のプラズマ）がよく起きた年は稲の実りが良いといわれていた。雷の別称は、稲妻。

プラズマを制御することで、作物の収穫を増進することができるのでは？

２．プラズマ発生装置の開発

誘電体バリア放電で大気中で非平衡プラズマを生成し、種子へのプラズマ照射を実現した。

４．フィールドでの実証

農家の方の協力でフィールド実験を遂行しています。
プラズマ処理088

2021年度事業概要

コントロール←播種後15日目
プラズマ処理区は緑が濃い

第３回RFP研究
テーマ名2017年11月～ 2019年2月

地産・地消型探査技術／アイデア型

月面農場における高カロリー作物栽培システムの要素技術開発

機関名：千代田化工建設株式会社、メビオール株式会社
プロジェクト概要【目的】【成果】
本研究では、以下の検討及び試験を実施した。

月面居住区では、容易に確保可能な物質以外は、可① アメリカホド栽培技術開発

能な限り循環使用が必要とされる。植物は光合成により居住者が排出する二酸化炭素を呼吸に必要な酸素にラボスケールでのアメリカホドの栽培方法の検討、変えるだけでなく、居住者のエネルギー源となること

及び栽培実証を行った。その結果、月レゴリス模擬品
を用い、アメリカホドが生育することを確認した。

から、月面での物質循環において大きな役割を担うこ② 水再利用システムの検討とが予想される。
本研究では、月面農場を想定して月レゴリスを用

リーフレタスに対し、既知の生育阻害物質、及び細い、高栄養植物であるアメリカホドの栽培検討を行う

菌類の影響について調査した結果、どちらもほとんどとともに、植物工場や砂漠、荒地の農地化など地上へ影響が見られないことを確認した。
③ 二酸化炭素供給システムの検討の応用も目指し、研究を行った。また、特に重要な物
質である水・炭酸ガスの損出量を最小とする栽培シス

植物栽培区を含むCO2供給システムの施設構成・テムの構築を目指して検討を行った。

規模及び物質収支を検討した（下図）。

（メタン発酵の場合）
84
84g

有機物分解

メタン
硝化

排泄物

燃料として利用

肥料
（水含む）

残渣

アメリカホド251g（乾燥重量）

残渣・排泄物処理区

73g
110g（固体）30kg（汚水、尿含む）

月居住者
（1人）

232g

光

呼吸
727g

酸素

食事

可食部

800g
21kg; 96%水

植物

リサイクル
極限利用

呼吸
1,000g

水1,100g
二酸化炭素
居住区

収集

月レゴリス
（栽培資材）

二酸化炭素
濃度制御
植物栽培区

2021年度事業概要

089

第３回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2017年11月～ 2019年3月

地産・地消型探査技術／アイデア型

摂食可能なジャガイモの完全閉鎖型・完全水耕型人工栽培システムの基礎検討

機関名：玉川大学、パナソニック株式会社ライフソリューションズ社
プロジェクト概要【目的および実施内容】【成果】⒈ 光質（RGB）条件の違いによる地上部光形態形

小麦やトウモロコシのような主食となりうる高カロ

成と塊茎形成応答の傾向把握

リー作物のうち、ジャガイモは比較的低光強度かつ少⒉ 萌芽・育芽促進に寄与する光および温度環境の知水量で生育できる性質を有する。一方で、ジャガイモ

見獲得は連作障害が顕著に発生するが、水耕栽培であれば水⒊ 新規水耕栽培方式を用いて、栽培困難品種である

耕液を交換するだけで連作障害を回避できることか‘インカのめざめ’ の塊茎形成に成功 → 新規栽培

ら、水耕栽培を適用するメリットがある。

法（低層地下２段構造方式）はジャガイモ栽培にしかし、従来の水耕栽培は主として地上部を摂食する作物が対象であり、地下部（根域）を対象とした研おいて品種を問わず有用である可能性を示唆

究開発は遅れており、さらに摂食可能な品質でジャガ⒋ ジャガイモ（男爵、インカのめざめ）における本実験で実施したin-vitro試験系（成長点培養）とイモの水耕栽培が実用化された事例は少ない。
そこで本研究では、完全閉鎖型・完全水耕型であ水耕栽培方式での光形態形成応答に非常に高い相り、かつ摂食可能な塊茎を形成できるジャガイモの人

関を確認 → 生理応答知見獲得のための期間短縮と必要スペースの縮小に有効

工栽培技術を確立し、実用化検討を行った。

⒌ 栽培環境改善（地下空間環境、地上空調）により①光と温度が塊茎形成に与える影響のin-vitro評価②栽培可能品種の拡大検討

光合成産物量の増加を確認し、更なる塊茎収量増③高収量安定化のための基本栽培手法の検討

加の可能性も示唆した。

④月面環境や宇宙環境に関する情報提供及び宇宙応用への適用検討光および温度条件を振り分け、各生長ステージ（萌芽、育苗、地上部展開、Sink形成（ストロン）、
塊茎形成・肥大）へ与える影響を解剖学的・生理学的に解析する。

萌芽

育苗

地上部展開
塊茎形成・肥大栽培システム例（冷凍コンテナ利用型）●達成目標：株あたり平均収量1.2kg●開発課題：高収量安定化に向けた栽培手法の構築●実施内容：LED配置変更による光合成効率向上効果の確認
密植部への送風による蒸散促進効果の確認
塊茎周辺の空間拡大による増収効果の検証

090

2021年度事業概要

栽培中の地下部の一例

第４回RFP
研究
テーマ名

地産・地消型探査技術／アイデア型

2018年11月～ 2019年10月

難還元性酸化物の水素還元システムによる機能性材料の製造

機関名：九州大学、H4、超微細科学研究所
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

・連続運転式の水素還元装置として回転反応炉の検討①水素還元反応炉の設計

および設計を行い、酸素欠損型酸化物の製造を行う。

TiO2等の酸化物の還元反応を連続で行う水素還元炉

・高品質機能性材料の製造として、酸素欠損型酸化物を設計・製作した。

の格子欠陥制御の半導体素子の製造を行い、事業化②酸化物の水素還元実験に向けたプロセスを開発する。

各種の酸化物を用いて酸素欠損型酸化物を製造し、・月面基地建設に向けて、難還元性鉱物や月土壌の水反応速度を計測した。

素還元プロセスによる金属製造、それに伴う水、酸③酸素欠損型酸化物の事業化調査

素の製造プロセスの開発を行う。

④月土壌シミュラントの水素還元実験
既存の反応装置を用いて月土壌シミュラントの水素還元実験を行い、反応データを取得した。

ホッパー
原料

モーター

ヒーター

回収容器

回転炉による水素還元システム

酸素欠損型酸化物の生成に及ぼす水素濃度の影響

WO2.72

20 µm

5 µm

生成した酸素欠損型酸化物

2021年度事業概要

091

第４回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2018年11月～ 2019年11月

地産・地消型探査技術／アイデア型AM技術による舗装の構築・修復に関する研究開発

機関名：ニチレキ株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

「混合」
「整形・敷均」「加熱・硬化」の機構を兼ね備

本研究では、「誘導加熱」を月面での舗装構築と地えた車両（自動制御ロボット）を開発し、その車両が上での自己修復工法に活用することを試みた結果、以通過した後には道路が構築・補修されるような工法の下の成果を得た。

開発を目指す。

①誘導加熱装置

また、このような工法を月面の鉱物（レゴリスや金・研究に用いる最適な機種を選定した。

属化合物）に適用し、月面に舗装を構築する可能性を②月面への応用探る。

・レゴリスとステンレス球の混合物を誘導加熱することで固化物を得た。
・レゴリスと樹脂の混合物を誘導加熱することで固化物を得た。
③地上への応用・鉄化合物を含む骨材を用いることで誘導加熱による自己修復の可能性を見出した。

研究成果

1

①誘導加熱装置
周波数を自動で調整し、最適な条件で対象物を加熱する装置を選定した。
樹脂の添加率[out%]
2
3

5②月面への応用③地球上への応用

ステンレス球
レゴリス
固化物

砕 石
樹脂によるレ
ゴリス固化物

レゴリス単体を固化することは出来なかったが、地球上の金属や樹脂を混合し加熱することで固化物を得た。

092

2021年度事業概要

10

砂

鉄化合物を含む砕石や砂を舗装に用いることで、誘導加熱により舗装が加熱され、ひび割れが修復できた。

第４回RFP
研究
テーマ名

地産・地消型探査技術／アイデア型

2018年11月～ 2019年10月

水利用効率を高めた屋内型ドライフォグ栽培システムの開発

機関名：株式会社いけうち、大阪府立大学
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

限られた資源である水の利用効率を最大まで高め、植物の根以外への付着によるドレンの発生を最小限

植物が吸収する水分以外の水使用量を最少化する栽培とし、かつ地上での営利生産用装置としてのコストのシステムとして、特殊なノズルにより養液をドライ

課題を満足するため、装置内に充満する養液粒子を平フォグ化して根圏に充満させる屋内型ドライフォグ栽

均粒子径30µm程度のセミドライフォグとし、植物の培システムを開発する。

生長に応じて必要な養液量のみを噴霧するような制御噴霧された養液ドライフォグがすべて根に吸収さを検討した。また、栽培装置本体を筒状の密閉型とれ、根以外への付着によるドレンの発生を最小限とす

し、培地を必要としないセミドライフォグ栽培の特長

ることによる節水性の向上と、作物の生産レベルでのにより装置の全周に定植できるようにしたことで霧を生育を両立させる霧粒子径の最適化および噴霧コント

捕集する効率を高めた。これらにより、栽培装置内にロール技術開発、並びに月面を含めた屋内での利用を噴霧された養液のうちドレンとして回収、再噴霧され想定した栽培装置構造（気密性、軽量化、栽培効率、る割合を10％以下とすることができた。

作業性など）の最適化を目指す。

この密閉型セミドライフォグ栽培装置をもちいた栽培試験ではリーフレタス、トマト、イチゴの生育、収穫を確認したほか、超音波加湿器を用いた霧栽培試験装置においてサツマイモの栽培もおこなった。
リーフレタスでは慣行の湛液水耕での栽培を上回る生育が確認され、４週間の栽培で125.5gの収穫を得たことで屋内型栽培装置としての有効性を示した。
サツマイモでは塊根の形成がされたほか、茎葉の割合が従来の培地耕よりも高くなることが明らかになった。今後、塊根の収量向上など、栽培改善に向けた取り組みが期待される。
本研究で示された密閉型セミドライフォグ栽培装

ドライフォグ栽培システム

置の節水性は、水資源が限られる地域や環境における食糧生産に有益である他、装置内にドレンが溜まらないことから装置本体やシステム全体の軽量化、簡素化が可能であり、屋内での多段化による栽培の効率化や、従来水耕装置の導入が困難であった場所への展開が期待できる。また、装置内に霧を充満させるという特徴は、月面農場などの宇宙利用における微小あるいは無重力下においてより大きな効果を得られると考えられる。噴霧された養液粒子の浮遊時間が長くなることにより根に付着する割合が増加
し、ドレンの発生を極端に小さくすることが期待できるほか、装置の全周定植についても上下面での生育差が小さくなると考えられる。このことから、月月面農場栽培イメージ図

面農場ワーキンググループにより試算された初期の宇宙滞在規模を想定したシステムをJAXA内に設置し、機能および運用性を検証することとした。

2021年度事業概要

093

第４回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

地産・地消型探査技術／アイデア型

2018年11月～ 2019年11月

食用藻類スピルリナを用いた省資源かつコンパクトなタンパク質生産システムの開発

機関名：株式会社ちとせ研究所、株式会社タベルモ、株式会社IHIエアロスペース、藤森工業株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

本プロジェクトは微細藻類の一種である スピルリナ

本研究では以下の内容について検討を行った。

(Spirulina platensis / 学名：Arthrospira platensis) を①人工光および標準培地を用いたスピルリナ培養試験

省スペースで高効率に生産できる装置の開発を行い、による担持体培養素材の選定

地球上での室内農業システムおよび月面有人滞在時に論文等で藻類の培養実績がある素材25種類に対しておけるタンパク質の自給生産への応用を目指す。
スピルリナに含まれる栄養素の中でもタンパク質の評価を行い、担持体に適している素材を選定した。
②LED光源を搭載した小型実証機の製作および実証

含有量が特に高く、乾燥重量あたり70%程度までに上試験る。この結果、単位面積あたりの年間タンパク質生産①で選定した担持体素材を用いて小型実証機を開発

性は、大豆の15倍以上という圧倒的な数値を誇る。まし、スピルリナ培養実証試験に成功した。

た、省資源で生産できる特徴も兼ね備えている。

③硝化菌群を利用した植物非可食部残渣の液体肥料化

我々はこれらのスピルリナの特徴を用いて、月面有

葉野菜を利用して硝化菌群による硝酸発酵を行った

人滞在時のタンパク質自給装置の開発を進めている。

結果、硝酸イオンの遊離した液体肥料化に成功し本技術は地球上でも応用でき、将来的には室内農業へた。また、人工尿やスピルリナ残渣を利用した液体の展開を目指す。

肥料化にも成功した。
④植物非可食部残渣から得られた液体肥料を用いた
スピルリナ培養

スピルリナ

大豆③で得られた液体肥料を用いてスピルリナの培養に

牛肉

成功した。
29

31

36
71

69

64
タンパク質（%）

その他（%）

スピルリナ、大豆、牛肉に含まれているタンパク質の割合
スピルリナは大豆や牛肉と比べ、約２倍のタンパク質を含有しているため、
次世代のタンパク質供給源として期待されている。

食卓に並んだ
スピルリナを使った料理

スピルリナはその高い栄養価により、古くから貴重な食資源として重宝されてきた。現在ではスムージーやサラダ、
ヨーグルト等、様々なアレンジを加え楽しまれていて、新しい食材として認知されつつ
ある。

094

2021年度事業概要⑤宇宙利用を想定したシステムの検討
本プロジェクトで開発した小型実証機によるタンパ
ク質生産システムを、宇宙利用を想定して大規模化した場合、成人男性の１日分のタンパク質（約50g）が培養床面積1.25m2で、毎日獲得できる試算となった。

月面農業イメージ（宇宙空間でのタンパク質の自給）

宇宙空間では、省資源かつ省スペースでスピルリナを培養可能な装置を利用することで、ISSや月面などでも、高タンパク、高栄養価の生食糧として現地で培養することができる。そのため、長期間にわたるミッションの間でも、スピルリナを毎日摂取することで、クルーの健康を支え続けることができると期待している。

第５回RFP研究
テーマ名

2019年11月～ 2021年11月

地産・地消型探査技術／課題解決型

多種類の揮発性物質に対する高感度・高精度な可搬型ガスクロマトグラフの開発

機関名：ボールウェーブ株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【内容】

惑星大気や表土中に存在する揮発性物質の同定と定①小型軽量電子回路の開発量を行い、生命活動や資源採掘の可能性を探り、リPGCで 用 い る 大 き さ80×80×20mm、重 量300g以ターン試料の採取場所や量の最適化に用いる検出限界
1ppb以下の可搬型のガスクロマトグラフ(portable

下のPGC用小型軽量電子回路を開発する。
②感応膜作製条件の最適化

gas chromatograph；PGC)を開発する。地上利用に

PGCの宇宙利用と地上利用において必要な1ppbv以おいては、天然ガス、リチウム電池材料の放出ガス、下の検出限界を達成するため、ボールSAWセンサ

生鮮食品や食品油などの劣化成分、シックハウスガに成膜する感応膜作製条件の最適化を行う。

ス、生体ガスの分析など、工業、農林水産業、ヘルス③メタルMEMSカラムの高度化

ケアの事業化基盤を確立し、環境マップ作成など新事

耐久性が高く高精度なPGCを実現するため、高強度業分野を開拓する。

なステンレス鋼（SUS）の微細加工（micro electro

本開発の基盤となるボールSAWセンサでは、PGCのmechanical system；MEMS）により理論段相当高

概要を示す下図右に示すように、球の直径と波長の幾さ0.5mm以下でカラム長10m以上のメタルMEMSカ

何平均の幅で励振したSAWは、自然にコリメートして多重周回し、平面SAWセンサに比べて飛躍的な長距離ラムを開発する。
④高速・高感度・高精度な分析法の確立

伝搬が可能となる。SAWの伝搬経路上に成膜した感応

宇宙および地上で利用できる高速・高感度・高精度

膜にガス分子が吸着すると、感応膜との相互作用によ

なPGCを確立するため、ボールSAWセンサの特性をりSAWの振幅や遅延時間が変化する。これらの変化量活用する高効率カラムスイッチング法と1ppb以下

は周回を繰り返すごとに増加するため、多重周回後のの検出限界を達成するクロマトグラムピーク面積に振幅や遅延時間の変化を測定することで高感度にガスを検知できる。また、ボールSAWセンサは高感度なた基づく定量分析法を開発する。
⑤まとめ

め感応膜を薄くすることができ、応答が非常に速いた

研究項目の進捗を把握し、必要と判断される場合実めGCのセンサとしても優れた特性を示す。

施機関で協議して進行の調整を行う。

キャリアガス（He, H2, 空気）

惑星大気・表土

従来Si ⇒ 世界初
メタルMEMSカラム
強度10倍コスト1/10

ボールSAW
センサ

ガス濃縮器
大気・表土放出ガス

地球環境の化学物質
カラム

・シック
ハウス
ガス
・呼気分
析

0.5mm

ポンプ・バルブ
コントローラクロマトグラム

小型軽
量電子
回路・

固定相
保持時間 t R＝混合ガス

ボールSAWセンサ

分離

ガスごとに気相から固定相に溶解する分配比が異なるためカラム通過時間（保持時間）が変化

ガス再利用
カラムスイッチング ⇒C1‐C9高速測定
2010
SensorDevice
国際会議
最優秀
論文賞
受賞

L・
（1 + k ）u

L : カラム長さ
u : キャリアガス流速
k : 分配比

Z軸

圧電結晶球

弾性表面波
(SAW)の伝搬

感応膜
ガス分子

すだれ状電極λD
a= √a( λ:波長, D:直径 )多重周回波形（高周波パルス）
差が分かりにくい
ガス無
ガス有

1周の
伝搬時間
ガス無
ガス有

1

2

3

100周

差がはっきり分かる
100周の
伝搬時間

2021年度事業概要

095

第５回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

地産・地消型探査技術／アイデア型

LEDによる多段型回転式ミニトマト栽培システムおよび自動収穫ロボットの開発

機関名：銀座農園株式会社、東京工業大学、京都大学
プロジェクト概要

096

2021年度事業概要

2020年２月～継続中

第５回RFP研究
テーマ名

2020年2月～ 2021年6月

地産・地消型探査技術／アイデア型

人工光型植物工場に適したリサイクル可能な新規作物栽培用培地の開発

機関名：国立研究開発法人 農業・食品産業技術総合研究機構 九州沖縄農業研究センター、株式会社JSP
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

人工光型植物工場での作物生産や苗の生育に適した

本研究では、植物栽培に適したPLA培地の開発と使用リサイクル可能なポリ乳酸製培地（以下：PLA培地）

後の培地の堆肥化による元素のリサイクルの可能性を検を開発し、これまで培地とともに廃棄されてきた有機証・評価した。その結果、主に植物工場で用いられてい性廃棄物から可能な限り元素を回収できる栽培体系のる培地と同様に使用可能であり、コンポスト化によるリ開発を目指す。

サイクルも可能なPLA培地の可能性を見出した。

従来の人工光型植物工場で用いられるウレタンや①作物の栽培に適したPLAの形状の検証

ロックウール等の培地は、使用後にリサイクルができ

複数の形状のPLA培地を試作し、三相分布や保水力ず、植物の根が混在したまま産業廃棄物として廃棄さなどを検証した。従来植物工場で用いられている培れる。しかし、そこからは炭素や窒素などの元素が回地と比較して有意性が認められる培地形状を確認で収できる可能性が高いことや廃棄物処理の観点から環きた。

境負荷の軽減も求められる。

②PLA培地を用いた際の発芽特性の評価

そこで、リサイクルが可能で天然素材から作成され試作したPLA培地を用いてリーフレタスなどの発芽るPLAに着目し、作物生産後に発生する廃棄物から可特性を評価したところ、PLAを特定の形状に加工す

能な限り元素を回収し、かつ、環境負荷の少ない苗のることで、従来の培地を用いた時よりも発芽までの培地を開発し、循環型社会の実現、並びに月面長期滞日数を短縮できることや発芽の揃いが向上すること

在における安定的な食糧生産の実現への貢献を目指す。

が判明した。
③PLA培地上で栽培した葉菜類の生育（可食部）検証
PLA培地上でリーフレタスなどを栽培した結果、従来の培地と同等の生育が可能であった。
④PLA培地の簡易的な堆肥化試験
試作した各PLA培地を堆肥化したところ、PLAは特定の形状に加工すると分解されにくくなることが判明した。今後、堆肥化により分解されやすい形状や分解方法を検討する必要がある。

1. 生分解性プラスチックの人工光型植物工場への応用
ウレタン

ロックウール

2. 物質循環とPLA培地を用いた作物栽培のイメージ

産業廃棄物として処理

石油
鉱物由来

元素再利用
（堆肥化など）人工光型植物工場に供給

PLA

使用済み培地・廃棄物量の軽減
・窒素、炭素、リンなどの資源を回収

作物栽培

培地状に
加工

田畑へ

非可食部

加工

田畑

H 2O
CO2など

可食部（食料）

生分解培地イメージ
乳酸

加工

デンプン

堆肥
固分

残渣・使用済み培地など

堆肥化
メタン発酵
活性汚泥法

2021年度事業概要

097

第５回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

地産・地消型探査技術／アイデア型

2020年１月～ 2021年３月

メタン発酵を基盤とした省スペースなクワッドジェネレーション型植物残渣リサイクルシステムの開発

機関名：大阪府立大学、ヤンマーエネルギーシステム株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

月面農場のような閉鎖システムでは、食物残渣をは

植物性残渣等からなる有機性廃棄物を微生物処理しじめとした有機性廃棄物を資源化し、生産システムにてメタン・二酸化炭素・肥料成分を回収する実験装置

再投入することが求められる。本研究開発では、嫌気を製作した。また、植物の養液栽培に利用可能な培養性微生物ならびに好気性微生物の機能を資源化に利用

液を、有機性残渣から連続的に生成することに成功ししつつ、空間利用効率と物質利用効率を極限まで高めた。本実験装置を用いて、有機物や窒素の物質収支をた資源循環型の植物生産システムを構築することを目求め、投入する有機性廃棄物の濃度と資源回収率の関的とした。本研究開発では、主に植物残渣からなる異係性について評価した。その結果、有機性廃棄物を対なる濃度の有機性廃棄物を嫌気性微生物による高濃度

照の1.3倍に高めても微生物処理速度は低下せず、肥メタン発酵と好気性微生物の生物酸化で分解し、熱・料成分の窒素濃度が高くなり、資源回収率を高められ

電気・二酸化炭素・肥料成分といった４種類の資源

ることがわかった。このことは同時に、微生物処理の（クワッドジェネレーション）として回収した。その省スペース化が可能であることも意味している。これ

うち、肥料成分については植物養液栽培の培養液としらの成果は、資源枯渇に直面している地上においてもての利用を試みた。

適用可能であると考えられる。

図 省スペースなクワッドジェネレーション型植物残渣リサイクルシステムとポイントの概要

098

2021年度事業概要

第６回RFP研究
テーマ名

2021年1月～継続中

地産・地消型探査技術／課題解決型

月面探査と土木建築でのデュアルユースを視野に入れた次世代型の中性子水モニタの開発

機関名：理化学研究所、学校法人聖マリアンナ医科大学、学校法人立命館、
ソイルアンドロックエンジニアリング株式会社、国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
プロジェクト概要
【目的】

【内容】

中性子による水探査は、月惑星や地上での非接触な

１．リチウム添加のプラスチックシンチレータを用

含水量の調査法の一つとして用いられている。本提案

い、ガンマ線と熱中性子、高速中性子をパルス波

では、近年の放射線測定の技術進展を活かし、従来の形で弁別するプロトタイプ検出器を製作した。

中性子検出器に比べ、高圧電源を用いず、省電力、安２．理化学研究所・中性子ビーム技術開発チームの知価、耐振動に優れた次世代の中性子モニタを開発す

見をもとに、宇宙利用を想定した、オンオフ機能

る。また、大気の厚い地球上や火星、月の地下空洞内を有する小型の中性子源の概念設計を行った。

など天然の中性子量が期待できない場所では、安全で３．実験室でのモデル土壌を用いた、252Cf 放射線測効率的な中性子源も必要となるため、中性子ビーム・定による含水率計測の実験設計を進めている。

集光技術を応用した小型の中性子源の開発も進める。

４．月面での中性子環境を再現する放射線シミュレー

これら組み合わせることで、建設現場での地盤調査、ションを Geant4 を用いて構築している。異なる

コンクリート構物や配管の内部劣化検査といった用途

研究背景を持つグループ間でのシミュレーションに向けた事業化も推進する。宇宙放射線の測定、加速設定の共通化なども行った。

器科学、月探査、土木分野という異分野の専門家が集結したコラボーレーションを構築する。

５．宇宙での放射線イベントの読み出し回路の概念設計を進めている。

月面での水資源探査の概念図
月面や小惑星には銀河宇宙線をシールドする大気がなく磁場も弱いため、宇宙線が地表に叩き込まれ、地中の原子核に衝突して、約 1m の深さで中性子を発生させる(図左)。中性子は地中で散乱を繰り返しなが熱化し、熱外中性子や熱中性子として地表から染み出す。このとき、中性子と質量がほぼ 等 し い 陽 子(水 素 の 原 子 核)と の 衝 突 によって運動エネルギーを最も失いやすいた
め、地中に水が存在について、地表面での中性子の測定から、掘削による直接測定によることなく見定めることができる。

(左図) 252Cf と減速材を用いた中性子測定の様子、(右図) 放射線イベントの熱中性子とガンマ線の分離の様子。

2021年度事業概要

099

第６回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

地産・地消型探査技術／課題解決型

2021年2月～継続中

低濃度CO2の低コスト分離・濃縮・貯蔵・利用装置の開発

機関名：株式会社日本炭素循環ラボ、九州大学
プロジェクト概要【目的】
本研究では、九州大学がNEDOやJSTの支援を受け燃焼後排ガスからのCO2 分離の為に開発したCO2 選【内容】①低濃度のCO2 分離回収用の高性能なCO2 の吸収材
料および吸収モジュールの開発

択透過膜、CO2 の吸収材料およびCO2 分離装置を進化させ、地球外有人探査の際にクルーが呼気から排出するCO2 を回収し、これを利用するためのCO2 分離・②低濃度のCO2 分離用に最適なCO2 選択透過膜および膜モジュールの開発

濃縮・貯留・利用装置を開発する。本開発により、地球外有人探査における炭素循環効率を向上させ、月や火星など地球からの距離が遠く物資の輸送が難しい場③小型・省エネルギーなCO2 濃縮・貯留・施用装置の開発

所での長期間の有人探査を可能にする。
並行して以上の材料および装置を地球上のCO2 排出量削減や炭素循環の正常化のために利用する方法を検討・研究し、地上における材料・装置の社会実装を加
速する。

100

2021年度事業概要④CO2 選択透過膜、CO2 吸収材料およびCO2 分離装
置の地上における社会実装方法の検討・研究

第６回RFP
研究
テーマ名

地産・地消型探査技術／課題解決型

2021年1月～継続中

閉鎖型生物残渣高速液化技術と環境浄化型養液栽培技術の確立

機関名：デリカフーズ株式会社、株式会社メディカル青果物研究所、菱熱工業株式会社、産業技術総合研究所、千葉大学
プロジェクト概要
【目的】

【内容】

宇宙において食料の自給のためには、生物残渣に含加工処理工程に搬入される野菜類の量と、それぞれ

まれる元素を有効に活用するとともに、限られたスの元素含量を定量的に評価するとともに、閉鎖型残渣

ペースで効率的に処理し、且つ循環システムとして構

高速分解装置において発生する液肥の分析を実施し、築する必要がある。本研究では、植物性の残渣を高速安定的な処理に資する条件を解明する。また、残渣投

分解する技術を基盤として、そこから発生する炭酸ガ入において、装置の自動化や物質循環のモニタリング

ス、および無機元素を全量回収し、養液栽培に利用すの自動化を行う。さらに、CO2回収ユニットを設置しる手法の確立を目指す。本システムは残渣の投入から分解工程からのCO2の回収システムを構築する。

農産物の生産において閉鎖型管理で実施し、環境浄化

上記の要素技術を確立後、閉鎖型残渣高速分解装置型植物生産法の確立を目指す。本技術はリサイクル処から発生した液肥およびCO2を活用して、通常の養液理技術の導入だけでなく、月面などの宇宙や地上の両栽培処方と遜色の無い生育を示すことを明らかにす方に有効なものを達成することで、資源循環社会に向る。また、元素分析および成分分析から、本システム

けた自立循環型水耕栽培システムの構築を目的とする。

により生産された農産物の優位性を示すデータを定量的に示す。

2021年度事業概要

101

第６回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

地産・地消型探査技術／課題解決型

2020年12月～継続中

セミドライフォグ栽培システムにおける噴霧制御の自動化

機関名：株式会社いけうち、中村牧場、大阪府立大学
プロジェクト概要【目的】
植物の根圏部に平均20-30μmの霧を噴霧し、栽培す

レタスを上面あるいは水平方向から定時撮影して、るセミドライフォグ®栽培システム「IKEUCHIPonics®」

連続的な画像データを取得する。噴霧量を手動で制御にカメラやセンサー類を設置し、畳み込みニューラ

することで、水分ストレスを意図的に生じさせる栽培

ルネットワークにより作物（レタス）の環境ストレと生じさせない栽培を行い、教師データを作成する。

スを推定する。そして、得られた作物の環境ストレ栽培システム内で栽培された作物の画像と水分ストレスと現在手作業で行われている噴霧制御のパラメー

スの教師データに対し、畳み込みニューラルネット

タの関係を機械学習によりモデル化し、その植物がワークにより学習を行う。取得した画像、AIが推定

水分ストレスを受ける前兆段階で必要な量だけ培養した水分ストレス、噴霧制御のパラメータを学習に利液を噴霧する制御手法を構築する。これにより、同用し、噴霧制御モデルを構築する。

システムのさらなる節水化ならびに生育の好適化を

IKEUCHIPonicsのセンサー類のデータをAIに送る図ることで、水利用効率を向上させることを目的と仕組みとAIの推論結果から噴霧制御を行えるように、する。

AIを搭載した計算機を設置し、配線、つなぎこみの

最終的には、環境特性やシステムの個体差、作物開発等システム化を行う。

の個体差がある場合でも、オンライン学習、強化学

レ タ ス を 様 々 な 環 境 下 でIKEUCHIPonicsに て 栽

習を利用することで、植物画像ならびに環境情報か

培、噴霧制御を行い、画像、収穫状況のデータを所得

ら一つのニューラルネットワークで完全自動噴霧制

し、実用に供されるシステムを目指す。

御を実現し、将来の月面農場へ適用することを目標
とする。

102

【内容】

2021年度事業概要

本手法を確立したのち、月面農場に適用した場合の環境を想定した適用性の評価を行う。

第６回RFP研究
テーマ名

2021年2月～継続中

地産・地消型探査技術／アイデア型

レーザー加熱による土質材料の有効利用に関する研究

機関名：公益財団法人レーザー技術総合研究所、国立大学法人大阪大学、株式会社大林組
プロジェクト概要
【目的】

【内容】

これからの宇宙における人類活動では、基地建設を含むインフラ整備が不可欠となり、大量の建設材料を現地で入手して製造することが求められる。このような建設材料を月面で調達するために、月の表土をレー
ザーで焼結・溶融させて積層する方法が有効と考えられる。一方、地上においても天然砂や火山灰などの土質材料から様々な資材や部品を製造することは、地産地消の観点から有効と考えられる。
しかし、レーザー加熱による土質材料からの立体物製造に関しては、これまで十分な検討がなされてはいないのが現状である。そこで本研究では、月の模擬砂や地上の土質材料をレーザーで加熱し、３Dプリン
ティングの手法を利用することで立体物を作製し、建設材料や各種部品材料としての性能を評価することを目的とする。

①月面模擬砂を用いた立体物作製
・粉 末 床 溶 融 結 合（Powder Bed Fusion : PBF）
法 と 指 向 性 エ ネ ル ギ ー 堆 積（Directed Energy
Deposition : DED）法を用いて立体物を作製する。それぞれの手法に適したレーザーの照射条
件・粉末の調整条件を明らかにすると共に、各手法による建設材料調達における長所・短所を明確にする。
②地上の土質材料を用いた立体物作製および地上応用の検討
・天然砂や火山灰等を用いて立体物を作製し、得られた物性や作製精度から建設材料やその他各種部
品材料としての適用可能性を評価するとともに適用シナリオについて検討する。
③作製物の強度特性等評価
・上記①、②で作製した立体物の圧縮強度と変形性能を評価し、レーザー照射条件による立体物の焼成具合、内部構造が圧縮強度に与える影響を明らかにする。

図１．粉末床溶融結合（PBF）法概念図

図２．指向性エネルギー堆積（DED）法概念図

図３．月の模擬砂（原料例）

図４．積層物の例

2021年度事業概要

103

第６回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

地産・地消型探査技術／アイデア型

2020年12月～継続中

バイオベースCFRPと真空対応型ケミカルリサイクルシステムの開発、国立研究開発法人 森林研究・整備機構 森林総合研究所
機関名： 京都府公立大学法人（京都府立大学）
プロジェクト概要

104

【目的】

【内容】

本研究は、
「PEG改質リグニン（以下「改質リグニ
ン」）」の分解率が最も高くなるイオン液体系システムを見出すとともに、分解に適した改質リグニンを調製し、真空対応型ケミカルリサイクルシステムを開発することを目的としています。
木材成分を活用した新素材「改質リグニン」は高強度なCFRPのマトリックス樹脂であり同強度の石油化
学系樹脂を使用した場合に比べて20％もの軽量化を達成できており、更に廃棄時には分解してケミカルリサ
イクルを行うことが可能となると考えられています。
現状のFRPの廃棄処理では、マトリックス樹脂を燃焼させて除去することが多く、リサイクルする場合でも高温高圧やアルカリ金属が触媒として必要になった
りしています。これに対して、イオン液体によるリサ
イクルでは常圧かつ200℃程度以下で処理が可能であるほか、イオン液体に蒸気圧がないことから、分解生成物の分離精製に減圧蒸留法が有効であることが示されています。さらに、イオン液体自体がマトリックス
樹脂の溶媒としてだけではなく分解反応に対して触媒能を有することもわかってきました。
これらの特性から、改質リグニンを用いたCFRPお
よびそのイオン液体によるリサイクルは、地上でのバイオベースFRPの普及を後押しするだけでなく、月面に持ち込まれるFRPの真空という宇宙特有の環境を活用したリサイクルへの適用が期待されます。

①イオン液体による真空対応型ケミカルリサイクル

2021年度事業概要

システムの構築するため、分解率が最も高いイオ
ン液体を見出し、さらに分解条件の最適化をおこないます。
②上記①のイオン液体システムでの分解に有利となる
リグニンのPEG改質条件を設定するとともに、得られた改質リグニンにより性能の高いCFRPを試作します。さらに、試作したCFRPで実際にイオン液体
による分解性を評価します。

第６回RFP
研究
テーマ名

地産・地消型探査技術／課題解決型

2021年2月～継続中

宇宙線に対し高い遮蔽能を有する “特殊” BASHFIBER（及び繊維構造体）の開発

機関名：新日本繊維株式会社、量子科学技術研究開発機構、伊藤忠商事株式会社、住友商事株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【内容】

月等に普遍的に存在する天然資源（主に玄武岩）

放射線遮断能力の高い金属元素及びそれらの同位体及び再資源化物資である石炭灰などを主たる原料とをBASHFIBER®へ質量比30%まで固溶させる方法をして、これまでに無い、まったく新たな放射線遮断確立する。放射線遮断要素を固溶させた複数種類のサ繊維を創生し、その繊維の製造事業を実現させるこ

ンプルに対し、その遮断効果を比較する。QST等にてとを目的とする。具体的にはNFCが培ってきたアモ

同遮断効果に対する粒子・波長特性を分析する。

ルファス化技術を生かし、通常は繊維化させること

繊維試料に量子ビーム（主に電子線）を照射し、が難しい特殊な元素や同位体を玄武岩と石炭灰の溶照射の前後で各々の試料に対して陽電子消滅実験を融物から固溶させることで、既存の鉛繊維と比較し行い、点欠陥や微小空隙の増減を調べ、原子レベルて粒子線（宇宙線を含む）を遮断する単位質量あたで劣化しないか等の構造安定性を分析する。

りの能力が50倍以上の放射線遮断繊維を生成させることを目的とする。

日本国内の主要石炭火力発電所の品位データから、粒子線遮蔽能力の高い繊維の事業化に適する石炭灰等、銅スラグ等を選定し、そのサンプルの調達を行う。
最終的には、宇宙放射線に適用させるための新しい繊維の設計方針と従来遮蔽材料との比較評価を行う。

2021年度事業概要

105

第６回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2020年11月～継続中

地産・地消型探査技術／アイデア型

養液ゼロエミッション型水耕栽培システムの実現に資するパルス電界印加法を応用した殺菌技術の開発

機関名： 北里大学、大分工業高等専門学校
プロジェクト概要
【目的】

【内容】

パルス電界（Pulsed Electric Field：PEF）印加法
は、医療や食品分野における応用研究が積極的になされている技術であり、特に液状食品の非加熱殺菌法については、すでに製品化されている。PEF印加法は、様々な病原体に対して不活化効果を示すことが明らかになっている。提案者らは、PEF印加法を下水処理場
における消毒技術として応用する研究を進めており、
これまでにおいて大腸菌や腸球菌を5 log（99.999%）
以上削減できることを明らかにしている。
本プロジェクトでは、PEF印加法を水耕栽培に用いる養液の殺菌に応用して、使用済み養液を再利用する
養液ゼロエミッション型水耕栽培の実現を目的としている。具体的には、PEF印加法の植物病原体（細菌やカビ等）に対する不活化効果を明らかにするとともに、その不活化を達成する殺菌処理条件を実現できる
PEF発生装置の構成素子の選定・設計、および市販の水耕栽培装置にフレキシブルに導入可能な殺菌装置の構築を目指す。

これまでの取り組みにおいて、以下のような知見・情報を得ている。
①青枯病菌 Ralstonia solanacearum は、不活化率
8 log以上を達成し、検出下限値以下まで削減することができた（図１）。不活化率は処理条件における電気的パラメータによって変動するが、周波数を上げることによって、より短時間で効果的に不活化できることが明らかとなった。
②植 物 病 原 糸 状 菌 Pythium aphanidermatum に ついても不活化効果を示すことが明らかとなり、PEF
印加後の試料からは P. aphanidermatum が検出されなかった（図２）。
③市販の養液のインピーダンス特性を測定し、回路シ
ミュレーションの結果から、植物病原体を不活化できる電気的パラメータ条件を見出して、その条件を実現できるPEF発生装置の構成素子の選定・設計を行った。
以上の得られた知見を踏まえて、今後は、連続式で養液の殺菌を可能とするPEF発生装置の構築、および殺菌チャンバーの設計・構築（図３）を行い、それらを用いて植物病原体の不活化効果を明らかにしていく予定である。

PEF印加による植物病原体の不活化効果

連続式養液殺菌チャンバー① 殺菌処理前試料

Log Reduction (-)

0
2
4
6
8

10
0

*

*

8 kV, 400 Hz
10 kV, 400 Hz
10 kV, 100 Hz

3

6
9
12
Time (min.)
図1 R. solanacearumの不活化効果*検出下限値以下 (<10 CUF/mL)

印加後

図2

106

② 導水ポンプ(ペリスタポンプ)③

2021年度事業概要

PEF 印加前後における P. aphanidermatum

*

①

②

④

③ 同軸円筒型チャンバー(自然流下式)④ 殺菌処理後試料15
図3連続式溶液殺菌チャンバープロトタイプの概略

PEF印加殺菌を導入した水耕栽培システム (将来像)第６回RFP研究
テーマ名

2020年11月～継続中

地産・地消型探査技術／アイデア型

植物工場に使用する養液の自動殺菌およびその技術を組み込んだ養液再生システムの研究

機関名： 島根大学、株式会社米子シンコー、関西電力株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【内容】

植物生産性向上を目指した植物工場では、養液の効率的利用、垂れ流しによる環境汚染を防ぐために養液の循環再利用が検討されている。しかし、循環再利用
された養液には植物の根から滲出する自家中毒物質が蓄積し、生育抑制が引き起こされるだけでなく、植物病原菌の増殖による収量低下などの課題がある。そこ
で、本研究では、交流式電気分解装置による自家中毒
物質の分解及び植物病原菌の殺菌技術を確立し、植物工場での交流式電気分解装置による養液再生システムの社会実装の可能性を検討する。また、この技術は宇宙空間での植物生産と水利用率向上に貢献すると考えられる。

①交流式電気分解装置による自家中毒物質（安息香酸）の電気分解条件(電流、電圧、周波数、デューティ比など）と分解特性を検討する。
②交流式電気分解装置による植物病原菌の殺菌条件と殺菌特性を解明する。
③電気分解したモデル尿の特性把握と宇宙空間での有効利用を検討する。
④自家中毒による生育阻害が確認されている作物（レタスとイチゴなど）において、自家中毒を回避できる電気分解条件を検討する。
⑤交流式電気分解装置による培養液再生の自動化技術を組み込んだ植物工場の概念設計を行い、宇宙空
間、地上における利用の可能性を検証する。

電気分解なし電気分解あり糸状菌

細菌
電気分解装置本体

コントローラー

電源装置
植物病原菌の殺菌条件の検討

培養液再生の自動化技術

自家中毒物質（安息香酸）
分解条件の検討

廃液の回収

イチゴを用いた電気分解装置の効果検証

電気分解

2021年度事業概要

107

第６回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

地産・地消型探査技術／アイデア型

2020年12月～継続中

持続的・地産地消型の食料生産を目指した「藻類・動物細胞リサイクル培養システム」の構築

機関名： 東京女子医科大学、インテグリカルチャー株式会社
プロジェクト概要

108

【目的】

【内容】

本提案では、光エネルギーを駆動源として食材となる藻類と動物細胞を持続的に増幅できるリサイクル培養システムの構築を試みる。すなわち光合成能を持つ藻類が動物細胞の増幅に必要な酸素・栄養素やビタミン類を供給、一方で動物細胞が老廃物として排出する
二酸化炭素やアンモニアなどを藻類が利用するという、現在の穀物栽培と家畜飼育を主体とした食料生産プロセスと比較して省資源かつコンパクトな細胞培養による食料生産プロセスの開発を目指す。このリサイ
クル培養システムを確立することで、地上においては持続可能で安価な、また宇宙においては閉鎖空間での安定した革新的食料生産プロセスを実現する。

①藻類と動物細胞の共培養ユニットの開発
藻類と動物細胞間で酸素・二酸化炭素・アンモニア
等の物質交換可能な共培養ユニットを開発する。
②藻類から動物細胞への栄養素供給機構の開発と共培
養ユニットへの導入
藻類が産生したグルコース・アミノ酸・ビタミンを利用して動物細胞が培養できる系を確立する。
③事業化を目指し藻類と動物細胞を持続的に増幅できるリサイクル培養システムの開発
藻類・増殖因子分泌細胞・食材となる細胞（筋細胞）の各培養ユニットを連結した藻類と動物細胞を持続的に増幅できるリサイクル培養システムのプロ
トタイプを開発する。
④ 宇宙への技術展開に向けた検討

2021年度事業概要

第６回RFP研究
テーマ名

2021年2月～継続中

地産・地消型探査技術／アイデア型

CO2を炭素源とする電気化学的アミノ酸合成プロセスの開拓

機関名： 国立大学法人九州大学、株式会社ナノメンブレン
プロジェクト概要
【目的】

【内容】

人類が宇宙環境で生命を維持するには、太陽光発電で得られる電力を使って、CO2から生命活動を支える
アミノ酸などの化学物質を効率よく合成する技術の開発が求められている。これまでに、二酸化チタン触媒
上での電気化学反応により、有機酸と水と窒素源から９種類のタンパク質構成アミノ酸を合成することに成功している。本研究では、工業的価値の高いシステインの電気化学合成に挑戦する。さらに、CO2を出発原料とするアミノ酸の合成ルートの探索を行う。

二酸化チタン電極触媒は、水溶液中でα-ケト酸を高選択的に還元する。この特異な反応選択性を利用す
れば、窒素源共存下におけるa-ケト酸の電気化学的還元によりアミノ酸を効率よく合成することができる。
本研究では、電気化学的にシステインを合成するため、その原料となるa-ケト酸の合成経路を探索するとともに、原料合成とシステイン合成を行う。
また、CO2から電気化学的にアミノ酸を合成するために最適な前駆体についての机上検討を行う。

TiO2触媒
SEM

アミノ酸

α-ケト酸
TiO2

30 µm

電力
H2O
アミン

M. Sadakiyo, M. Yamauchi et al. Sci. Rep. (2017)

アミノ酸合成のファラデー効率

T. Fukushima, M. Yamauchi
Chem. Commun. (2019)“世界初”アミノ酸のフロー合成

2021年度事業概要

109

第６回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名2021年2月～継続中

地産・地消型探査技術／アイデア型

次世代分光技術デュアルコム分光による多成分ガスの高精度・リアルタイム分析技術の開発

機関名： 国立研究開発法人産業技術総合研究所、ネオアーク株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【内容】

物質成分特定や定量化、分子構造解析など、分析技術は広く産業分野で活用されている一方で、測定精度と即時性の両立が課題となっている。宇宙の閉鎖環境
では人や装置から発生する多成分の有害ガスが蓄積し健康被害を及ぼすため、危険の素早い検知にはリアル
タイムモニタが必要になる。さらに月面や火星において、その場分析は資源探査の観点より不可欠な技術として挙げられている。この様な分析技術のベンチマー
クとしてフーリエ変換型赤外分光（FTIR）があげられるが、装置の大きさでスペクトル分解能が制限されてしまうため、デュアルコム分光を用いた高精度・コ
ンパクト・リアルタイム性を有する分析技術の研究開発に着手した。

本研究は小型で高精度、リアルタイムかつ簡便な計測手法を目指し、デュアルコム分光による多成分ガスの分析に取り組んでいる。デュアルコム分光とは、２つのパルス光を用いる分光法で、片方の光をターゲット
ガスに通し、出てきた光に読み取り用の光を干渉させることでターゲットガスに含まれるガス種特有のスペクトルからガス種・ガス濃度を特定することが可能である。本研究の目標は、①複雑な炭化水素も含めた多成分ガスの高分解能な分析（スペクトル分解能100
MHzオ ー ダ ー、周 波 数 決 定 精 度1 kHzオ ー ダ ー）、②多成分ガスの高速・リアルタイム分析(100 msec
ごとの計測を可能にする)、③分析装置の小型・軽量・省電力化があげられる。

信号強度

時間軸の干渉信号 (インターフェログラム)

ガス吸収観測用コム

ガスによる吸収frep1
読み出し用コム

フーリエ変換時間

ガスの吸収スペクトル
干渉信号をフーリエ変換

frep2 = frep1 − Δfrep

図.デュアルコム分光を用いた測定の概要

110

2021年度事業概要

第１回RFP研究
テーマ名2016年3月～ 2019年3月

共通技術／課題解決型

移動体搭載用の燃料再生可能な燃料電池システム用超高圧複合容器製造技術

機関名：中国工業株式会社、九州工業大学、産業技術総合研究所
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

月・火星の拠点、移動車両、作業機械などでは、大移動体搭載を目的とし超高圧複合容器製造技術を獲きな電力を必要とし、大容量で軽量な電池が必須とな得するため、各研究実施項目に対して、以下の成果をるため、発電後に生じた水を回収・電気分解し、酸素得た。

と水素を再生可能な燃料電池システムの構築を目指し①質量効率の向上：フィラメントワインディングパている。そのためには軽量でガス貯蔵効率が高く、ガタ ー ン の 効 率 化 に よ り、安 全 率2.25、設 計 圧 力

ス透過が少なく、極限環境下でも使用可能な燃料電池

42MPaにおいて水素貯蔵効率6.3%を達成

システム用超高圧複合容器が求められている。本研究②ガス透過量の低減：クレーストをガスバリア材に採用

では、質量効率としては燃料電池自動車用と同程度をし、試作・透過試験を実施し、目標値（0.2cc/L/h）

維持しつつ、水素ガス透過量を従来の10分の１、そに対して透過率が1/5に抑制されたことを確認

して広い温度範囲と放射線環境下で使用可能な極限環
境適用性材料で構成される超高圧複合容器の実現を目③極限環境下で適用可能なライナー開発：液体酸素適合性を有する樹脂炭素繊維複合材を開発④上記成果を統合した水素ガス高圧容器を実現的とする。

複合容器の研究開発内容

適用先● 質量効率を上げるためのFWパターンの効率化

地上用途 → 水素ステーション（出典：大阪ガス プレスリリース）

超高圧複合容器の質量効率を上げるために、フィラ
メントワインディングパターンの効率化● 高ガスバリア性、極限環境適用性材料の検討
適用性材料の検討として、熱可塑樹脂、クレースト
等の候補となる各種ライナー材、ガスバリア材について強度試験、酸素適合試験、ガス透過試験を実施、評価し、その最適構成を検討

宇宙用途→ 再生型燃料電池システム（ガス貯蔵タンク）● 目標仕様上記の研究開発成果を統合し、以下の目標を達成する

項目
設計圧力
H2 ガス透過量
サイズ
質量効率

目標仕様
42 Mpa （移動体用を想定）
従来と比較して 1/10 以下
45 L （180Lまで拡張可）
燃料電池自動車用と同程度

2021年度事業概要

111

第１回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2016年3月～ 2018年3月

共通技術／課題解決型

全固体リチウムイオン二次電池の開発

機関名：日立造船株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

全固体リチウムイオン二次電池は、高エネルギー密

宇宙探査機への適用を目的とし、これまでの実績を度、使用温度域が広い、高い安全性、そして長寿命と上回る性能の実現するため、各研究項目を実施し以下言った特徴を有することから、従来の電解液式のリチの成果を得た。

ウムイオン電池で抱えていた課題の解決が期待されて①極限環境下で安定動作可能な全固体リチウムイオンいる。宇宙用途においても、従来の電池では適用する二次電池の検討、試作：材料、構造の改良により目ことが困難であった極限温度環境下での適用が有望視標である－40℃～ 120℃において１年以上の運用されている。本研究では、全固体リチウムイオン二次に耐え得る電池の開発に成功。

電池の試作・評価を通じ、極限環境に対する耐性強②二次電池の大型化・高容量化：積層構造改良によ化、ならびに大型化・高容量化を実現し、将来の惑星

り、これまでの実績を大きく上回る5Ah級電池の試

探査ミッション適用に向けて革新的な蓄電池技術を獲作に成功し、大型化・高容量化を実現。

得することを目的とする。

③試作電池の各種評価：各種極限環境下での評価を行うことにより課題を抽出し、劣化要因の絞込みを行った。

本電池の特長・研究目標

適用先、事業化構想

無機固体電解質を使用しているため以下の特長を有する

今後、成長が見込まれる蓄電池３分野への用途を検討中● 高い安全性【電力系統用蓄電池】

可燃性ガスが生じることがない● 高エネルギー密度
同一パッケージ内で積層でき、高電圧、高容量化が可能● 幅広い使用温度範囲
液式の同電池とは異なり、電解質の凍結や蒸発がな
く、低温から高温まで動作可能● 長寿命
リチウムイオンのみを移動させるため、副反応が抑制され、劣化の少ない安定な動作が可能

探査ハブ研究では、厳しい高温・低温環
境耐性、ならびに高容量化に関して、これ ま で の 実 績（温 度 範 囲：－40℃～+100℃、容量：数Ah）を上回る性能の実現を目標とする。

112

2021年度事業概要

太陽電池発電所の出力を安定させるほか、揚水発電の代替
手段【定置用蓄電池】
非常用自家発電機の代替や猛暑時のピークカットに活用【車載用蓄電池】
電気自動車・燃料電池自動車など、次世代車に必要不可欠

併せて、宇宙用途への展開も視野に【宇宙用蓄電池】
従来の電池が適用困難である
極限環境下のミッションに搭載

第１回RFP研究
テーマ名2016年3月～ 2018年3月

共通技術／課題解決型

固体化マリンレーダーの開発

機関名：株式会社光電製作所、株式会社東洋技術工業
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

船舶の航行の安全を守る “マリンレーダー” では、

JAXAが保有する半導体増幅器の開発実績と、光電周波数の有効利用や維持費負担の低減から、マイクロ製作所が保有する船舶用センシング機器の技術を融合

波の出力に半導体増幅器を用いた “固体化マリンレー

し、民生用途としては世界最高となる出力レベルのダー” の開発が求められている。近年半導体増幅器はX帯固体化マリンレーダーを発表した。

ワイドバンドギャップを達成するGaN（窒化ガリウ

開発したレーダーは空調設備のない屋外環境においム）を代表に、高い出力電力を得ることが可能になって安定的に400Wの送信信号を出力することが可能でてきているが、小さな船舶に搭載するには未だ高価であり、また周波数安定性の獲得から移動物体の速度情あるのが現状である。本テーマではこの低コスト化に報検知など探知能力の向上も果たした。

着目をし、商用機として市場展開が可能な性能、価この成果は船舶用途としてユーザーの維持費負担低

格、寸法を満たした固体化マリンレーダーを開発する

減や周波数利用効率の向上を通じて産業の活性化にことを目的とする。高出力な半導体増幅器は様々なシ寄与するとともに、宇宙応用としては2020年12月にステムに応用可能であり、この成果は宇宙応用を含予定されている「はやぶさ2」の帰還カプセル回収にめ、広く展開が可能と考える。

適用される。

S帯1kW級半導体増幅器

X帯20W級半導体増幅器

船舶用センシング機器群

内之浦宇宙空間観測所

PROCYON搭載

マリンレーダー

ソナー

魚群探知機

世界最高出力の世界最高出力の固体化マリンレ
ダ を開発
固体化マリンレーダーを開発
宇宙展開

地上展開

X帯400W固体化マリンレーダー

Long Range Detection

Short Range Detection

2021年度事業概要

113

第１回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2016年3月～ 2018年3月

共通技術／課題解決型

長距離空間光通信を実現する光通信モジュールに関する研究

機関名：ソニー株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

近年、超小型衛星技術や再利用ロケット技術の進展

本研究により、光ディスクのレーザー光学技術、を中心とした技術革新により地球低軌道の利用が進ん

集積光学系技術、制御技術などを導入し、光通信光でいる。一方で地球低軌道はインターネット通信網に学系の重量を約1.5（kg）程度、制御角度範囲を±約は常時接続されていない。本研究は、地球低軌道をイ

500（mrad）において約10（μrad）の精度で実現

ンターネット通信網と常時接続可能とすることを目的することができる見通しを得た。本成果に基づいてとして、超小型から小型衛星において運用可能である

宇宙探査イノベーションハブと軌道実証を目的とし光通信モジュールの基盤技術を確立することを目的とた 共 同 研 究 を 実 施 しSOLISS（Small Optical Link

している。このため、衛星向けの光通信モジュールを

for ISS）を開発、国際宇宙ステーションにおける曝小型、軽量、高効率することが重要である。本研究で露部を利用した光地上局との通信試験を2019年10月

は、すでに長年の実績を有する小型・軽量・高効率のより行った。その結果、2020年３月に予め設定した

光学系および機械制御系を持つ光ディスクの技術を適

サクセスクライテリアのうち、エクストラサクセス

用した基盤技術開発を行う。

と定義したEthernet100Mbpsによる双方向通信を実現した。また、SOLISS光通信は第４回宇宙開発利用大賞の内閣総理大臣賞を受賞した。

・小型・超小型衛星で利用可能な光通信モジュール
・ソニーの光ディスク技術を応用し、小型・軽量・高効率を目指す
・JAXAにより地上技術である光ディスク技術の宇宙利用化をいち早く実現する・約100MbpsからGbpsクラスの通信容量まで対応©JAXA / Sony CSLSOLISS フライトモデル

114

2021年度事業概要©JAXA / Sony CSLSOLISSからの光通信で転送されたHD画像

第１回RFP研究
テーマ名2016年4月～ 2016年9月

共通技術／アイデア型

多目的全方向移動クローラー共通台車の設計

機関名：トピー工業株式会社、福井大学、有人宇宙システム株式会社、東北大学
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

月・火星拠点では、移動、作業、運搬など、多くの悪路の走破性は通常のクローラー方式で実現可であ

場面で車両が必要となるが、地上のように多種多様のり、位置決めは路面が整った条件ではタイヤ等で可能車両を持ち込むことは現実的ではない。一方、地上にである。これらの両立と軽量化を兼ね備えた多目的全おいても、人が立ち入れない極限環境（海洋、原発な方向移動クローラー共通台車の検討及び設計を行っど）を想定し、多目的な移動機構が検討されている。

た。具体的には、模擬路盤の走行試験装置を用いてタ

そこで、目的に合わせた異なる作業部分を取付可能イヤ方式や履帯方式と走行性を評価し、さらに登坂やな、走破性・機動性が高い共通台車を研究する。具体乗り越えの試験により履帯方式としての優位性を明確的には、上載質量が大幅に変化した場合にも走行性能化した上で概念検討を行い、概念図を作成した。

を維持可能で、登坂能力や全方位移動可能での位置決め精度が高い、革新的移動機構を備えた共通台車を実現する。

共通台車のイメージ
共通機能（移動、通信など）を受け持つベースとなり、多目的に使う。

全方向クローラの試験風景©トピー工業2021年度事業概要

115

第２回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2016年11月～ 2021年９月

共通技術／課題解決型

超高感度二次元同時距離計測センサの開発

機関名：浜松ホトニクス株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

月や惑星表面での活動において周囲の地形を正確に本研究の距離画像センサは、光センサと光の往復時認識することは、自己位置や障害物の少ない走行経路

間（TOF: Time Of Flight）を測定する回路（ROIC:の決定など自動・自律制御のために必須の技術です。

Read Out IC）を一体とした画素をアレイ状に配置しまた、地上の自動運転車、自動建設機械、ドローンなた専用デバイスで３次元距離画像を取得することがでどにおいても対象物（道路、地面、障害物等）の形状

きます。光センサには単一光子も検出可能な高感度と位置を把握する必要があります。そのため周囲の地

APD（Avalanche Photo Diode）をアレイ状に配置、形や人工物の形状を正確に認識する、これまでに無い

その下に集積回路で製作したROICを垂直接合してい距離画像（３次元形状認識）センサの実現を目指したます。画素数は128×128、視線方向の距離分解能は研究開発を行います。このようなセンサは、自動運転

10cm以下を実現しています。

車、自動建設機械、ドローンなどをはじめ、汎用的本センサを使った測距システムは、に、幅広く産業界で利用されると考えられます。

・超高感度で必要な光量や光学系への負担が少ない

本研究では、距離計測センサをアレイ状に並列構成
し、単一の光パルスによって、同時に距離計測を可能

・時刻同時性が高く飛翔体や走行する車両などに適用可能とする、超小型軽量かつ超高感度の二次元同時距離計

・構造が簡易で小型軽量

測センサ Flash LIDAR の開発を目的とします。

・太陽などの背景光との識別が可能
といった特徴があり、地上での自動運転車から宇宙探査機まで幅広い応用が期待できます。

距離画像センサの応用例

自動運転車の車載LIDAR
試作した距離画像センサ

月惑星探査機の障害物検出センサ

116

2021年度事業概要

軌道上ランデブー
ドッキングセンサ

撮像対象

128×128画素

距離画像

(m)

試作センサの屋外での距離画像撮像結果

第２回RFP研究
テーマ名2016年11月～ 2017年11月

共通技術／アイデア型

マルチスケール構造制御による最適設計可能な衝撃吸収金属材料の理論構築と実用化検討

機関名：株式会社ロータスマテリアル研究所
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

一方向性気孔を有するロータス型ポーラス金属を円柱状の気孔が一方向に配列したロータス型ポーラ

優れた衝撃吸収材料として実用化するためにCAEス金属（ロータス金属）を作製し、エネルギー吸収材料

ツールを確立し、最適な構造を提案・実証すると共にとしての用途開発を行った。具体的には、ロータス

その実現性を材料開発および生産性の面から検証する。

マグネシウムの圧縮特性を調べ、要求されるエネル

それにより将来的な最適材料およびその衝撃吸収材料

ギー吸収量に対応可能なマルチ構造を付与した衝撃としてのアプリケーションとその有用性の指針を見い

吸収デバイスを開発した。

だす。
■特筆すべき成果
エネルギー吸収デバイスを開発し、特に以下のこ■研究項目と達成目標①10-100 m/s以上の低速-高速衝撃の広い速度領域にて高いエネルギー吸収能を発現するエネルギー吸収材を開発するための理論構築：非線形・衝撃解析等を用いてそのミクロ・マクロ構造と衝撃吸収挙動の関係を明らかにすること等。
②設計理論の構築および最適構造の提案のための実験とを明らかにした。
•要求される吸収量、応力レベルに合わせた最適設計が可能で広い用途が期待できること。
•デバイス体積に対し最も高い吸収効率を有し、エネ
ルギー吸収材料の小型化、軽量化に期待できること。
•開発したデバイスは高いコストパフォーマンスを有し、量産が期待できること。

的アプローチ
③衝撃吸収材料としてのロータス金属の製法確立と生上記のような、最適設計可能で最もエネルギー吸

産性の検証：現有の連続鋳造装置を利用してロータ収効率の高いデバイスは、金属においては、類を見ス金属(CuおよびMg)を作製する際の気孔率、スキない。世界に先駆けて将来の衝撃吸収材料のイノン層の構造およびその体積分率を任意に制御する手

ベーションとなる技術シーズを開発・顕在化した。

法を確立する。

250

Sample：(a)圧縮応力 / MPa

200

150
Sample：(b)100Sample：(c)50Sample：(d)Sample：(e)Sample：(f)

0
0

20

40
60
圧縮ひずみ(％)

80

100

プラトー応力レベルが任意に設計可能．
革新的衝撃吸収デバイスの開発に成功
気孔率および気孔径を変化させて作製したロータス金属：気孔デバイス
吸収材料プラトー応力吸収材高さ 最小減速距離率 お よ び 気 孔 プラトー応力
径 は そ れ ぞ れ、
エネルギー
対象
質量比[%] 体積比[%]
[MPa]
[mm]
(厚さ)[mm](a)22%お よ び224
mm, (b)[MPa][J]
29%お よ び215 mm, (c) 40%
お よ6び232 mm, (d)641%お よ 6,912
Hayabusa
628,200
68
68
100
100
び192 mm, (e) 44%お よ び
Lotus Mg
0.6
2,820
6
101
40
10
15
23161
mmお よ び(f) 47%およ び 6,912
447 mm。
気孔率および気孔径を変化させて作製したロータス金属のボロノイ
Hayabusaの衝撃吸収材を想定すると・・・重量1/10(軽量化)，体積1/6 (小型化)解析結果（左）およびロータス金属の気孔の配置概略図（右）。

質量
[kg]

面積
[mm2]

2021年度事業概要

117

第２回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2016年11月～ 2017年11月

共通技術／アイデア型

ポーラスAlの気孔構造制御による軽量衝撃吸収材料の開発

機関名：名古屋大学
プロジェクト概要

118

【目的】

【成果】

本研究では、超軽量金属素材であるポーラスアルミ
ニウム（以後、Alと略記）の気孔構造を高次制御する。
特に、ポーラスAlの衝撃吸収能力に着目し、高プラ
トー応力と高緻密化開始ひずみの並立により、軽量で高衝撃エネルギー吸収量を示すポーラスAlを開発する。
ポーラス構造化の技術としては、スペーサー法および金属粉末積層造形法（3Dプリンタ）を用い、前者では気孔径のバイモーダル化、後者ではラティス構造の最適化を通じて課題解決を図り、デザイナブルな軽量
高衝撃吸収能素材を開発する。
■研究項目と達成目標①スペーサー法によるポーラスAlの製造と気孔形態
高次制御：気孔率80%以上、気孔径30µm以下と300µm以上のバイモーダル構造を持つポーラス
Alの製造②金属３Ｄプリンタを用いたポーラスAlの製造と熱処理による組織制御：達成目標：熱処理により、延性が20％を超える金属組織を得る。ポーラス
構造としては、少なくとも３種類以上を作製し、圧縮変形挙動を明らかにする。
③ポーラスAlの特性評価とその解析（静的圧縮強度と熱伝導率）：変形メカニズムの解明。緻密化開始ひずみ60％以上、プラトー応力1 ～ 10 MPaで可変。エネルギー吸収効率が90％以上とする。
押込試験により高速圧縮試験のための予備データを取得する。
④高速圧縮試験による衝撃吸収エネルギー：変形メ
カニズムの解明。衝撃圧縮試験でエネルギー吸収を評価する。

本研究課題では、ポーラスAlを用いた衝撃吸収部材の開発に取り組んだ。ポーラスAlを粉末法焼結法および3D積層造形法により作製し、気孔形態（ラティス形態）と圧縮変形挙動との関係を解明した。設計自由度が高く使用環境に応じた衝撃吸収特性を任意に付与できる材料開発および産業応用可能な簡便なプロセス開発を実施した。
(a) バイポーラス構造を持つポーラスAlの圧縮変形挙動を実証した。バイポーラス構造をもつポーラス
Alを作製し、目標として掲げていた平坦なプラトー領域（dσ/dε=0）を得ることに成功した。
(b) ラティス構造体の圧縮変形挙動を理解するための観察・解析手法を構築した。3D積層造形により製造したラティス構造体を用い、圧縮変形挙動を
連続写真およびX線CTを用いて観察した。また、ラティス構造特有の変形挙動をFEMを用いたイ
メージベースシミュレーションにより解析した。
(c) 独創的なバイポーラスAl製造手法を開発した（大型化・量産化への道筋）。焼結助剤として二元系
共晶Al合金（Al-Cu, Al-Mg）粉末を用いると無加圧焼結でバイモーダルポーラスAlが製造できる可能性を見出した。この方法では、焼結時の加圧や焼結前の圧粉成形も不要であることから、簡便に大型の部材を作製する可能性が示唆された。
(d) 高速圧縮試験により、高速ひずみ変形における衝
撃吸収材料としての特性を評価することができた。
また、簡便な静的圧縮試験から高速ひずみ変形中の変形挙動を予測可能であることを明らかにした。

2021年度事業概要

第２回RFP研究
テーマ名2016年12月～ 2017年11月

共通技術／アイデア型

カーボンナノチューブ/シリカ多孔体コンポジット材料による軽量断熱材料の開発

機関名：名古屋大学、株式会社LIXIL、株式会社名城ナノカーボン
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

長期間にわたり極低温推薬の蒸発を極めて小さく抑カーボンナノチューブは極めて熱伝導率が高い材料

えて保持する必要がある軌道間輸送機や、半月の長くとして知られており、断熱材への応用は皆無である。

冷たい夜を越える必要のある月面探査ローバにおい

一方、機械的特性の高さや微量でも輻射伝熱を抑制すて、断熱材は最も重要な要素のひとつである。

る効果が見込めることが利点として挙げられる。

特に、軌道間輸送機などのロケット推進薬タンクのシリカ多孔体は、微小な空隙を多数有する微粒子で断熱は、射場における有圧環境下から打上後の宇宙空あり、微粒子間の界面で熱抵抗が発生し、高い断熱性間における真空環境下の双方で高い断熱性能を発揮す能を示す。しかし、シリカ単体から作製する成形体やる必要がある。

シリカエアロゲルは機械的特性が低くバルク体としてまた、地上技術においても、水素社会の実現に向の応用は困難である。

け、液体水素の大型貯蔵タンクや液体水素タンクな

そこで本研究では、自己耐圧性を有する真空断熱材

ど、極低温領域において適用可能な高い断熱性能を発の開発に向けて、芯材となる『軽くて、強い』支持体

揮する断熱材が求められている。

の作製を目的とし、この両材料の特性を組み合わせた本研究では、極低温領域において高い断熱性能を有し、かつ軽量な断熱材の開発を目的とする。

「カーボンナノチューブ/シリカ多孔体コンポジット材
料による軽量断熱材料」を開発した。

軽量断熱材の試作と評価

カーボンナノチューブ/
シリカ多孔体コンポジット試作品

適用先
ボイルオフカロリメータと新芯材を封入した断熱材

地上用途 → 住宅, 自動車
宇宙用途 → 軌道間輸送機, 月面ローバー, スラスタ

2021年度事業概要

119第２回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2016年11月～ 2017年11月

共通技術／アイデア型

極低温領域を想定した高性能断熱材および軽量な真空断熱構造の開発

機関名：有限会社オービタルエンジニアリング
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

長期間にわたり極低温推薬の蒸発を極めて小さく抑従来のMLIにおいて輻射フィルムの間に使われていえて保持する必要がある軌道間輸送機や、半月の長くるネット状のスペーサに代わり、熱抵抗の極めて高い

冷たい夜を越える必要のある月面探査ローバにおい間欠型のスペーサ（NICS)により輻射フィルムを完全て、断熱材の性能は最も重要な要素のひとつである。

に分離することで、極めて高い断熱性能を有するとと

特に、極低温領域では輻射熱伝達に比べ熱伝導が支配

もに、断熱性能の不確定性を小さく抑えることが出来

的 と な る た め、従 来 型 の 宇 宙 用 断 熱 材 で あ るMLI

るNICS MLIの産業応用を検討する。

（Multi-layer insulation)の断熱性能の低下が顕著と⑴極低温タンク断熱材の開発なる。極めて高い断熱性能が要求されるこのような宇大規模な極低温タンクへNICS MLIを適用すること

宙機においては、実装状態でMLIの断熱性能を高く維を想定した断熱材の実装方法を検討し、実装可能な持し、試験前の設計時に精度よく断熱性能を予測でき

断熱方式手順を確立した。
⑵自己耐圧性真空断熱材の開発

ることが重要である。
また、地上技術においても、水素社会の実現に向NICS MLIを真空パックすることで、VIP（真空断け、液体水素の大型貯蔵タンクや液体水素タンカな熱パネル）タイプの自己耐圧性を有する真空断熱材

ど、極低温領域において適用可能な高い断熱性能を発について検討し、空気がある地上においても真空二揮する断熱材が求められている。

重層を用いることなく断熱性能を保持出来る断熱材

本研究では、極低温領域において高い断熱性能を有を開発した。

し、かつ軽量な断熱材の開発を目的とする。

高性能真空断熱材NICS-MLI（層間非接触型MLI）

自己耐圧性真空断熱材の開発

真空中
4W/㎡@77K-300K

NICS型MLI
1.2W/㎡ @77K-300K 6layer
極低温タンク断熱材の開発

大気中
30W/㎡ @77K-300K
天文衛星イメージ図

120

2021年度事業概要

軌道間輸送機イメージ図

第３回RFP研究
テーマ名2017年10月～ 2020年10月

共通技術／課題解決型

高効率・低コスト・軽量薄膜ペロブスカイト太陽電池 デバイスの高耐久化開発

機関名：桐蔭横浜大学、兵庫県立大学、紀州技研工業株式会社、ペクセル・テクノロジーズ株式会社、株式会社リコー
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

提案者らが発明したペロブスカイト太陽電池は、低１．高効率化：太陽光（AM1.5、100mW/cm2）で変価格・20%以上の高変換効率・低照度下でも高効率を換効率η＝22.7％、屋内低光量下（白色LED、照維持・フレキシブル化可能、などの優れた特徴を持つ

度200lx）でη＝27.6％を達成。

ことから、次世代の太陽電池として世界中で注目さ

２．高耐久性化：高耐光性（1SUN、1000hクリア）、

れ、開発が盛んに行なわれている。ただし、温度や湿高耐熱性（80℃、1000hクリア）を有するセル

気・光に対する耐久性の低さが大きな課題であり、実を開発。

用化には至っていない。

３．モ ジ ュ ー ル 化：低 照 度 対 応 の28×32mm

本活動では、IoT社会におけるセンシング機器等の（8.96cm2）６直モジュールで白色LED照明光入射供給電源を主な適用先として、低照度の光に対して高時にη＝26.2％達成。

い変換効率を持ちながら高い耐久性を有する軽量・薄インクジェット法によるペロブスカイト層成膜方法

膜型のペロブスカイト太陽電池モジュールの開発を目
指す。

を確立し、
η＝15.8%を達成。
４．高放射線耐性化：単セルにて１MeV電子線照射量
1016/cm2に対して発電性能維持率100%を達成。

【ペロブスカイト太陽電池の特徴】
・低コスト（簡易な製造方法、安価な材料）
・20%以上の高変換効率可能・低照度下でも高い変換効率維持
・フレキシブル化可能【ペロブスカイト太陽電池の課題】
・温度や湿気・光への耐久性が低い

JAXAが有する過酷な環境での耐久性試験と評価技術で改善を目指す＜ステップ１＞

高効率化

開発した６直列モジュール＜ステップ２＞

高耐久性化

モジュール化

高効率と高耐久性を有する
ペロブスカイト太陽電池モジュールの開発

高放射線耐久性化開発

宇宙用途への展開

IoT用電源として事業化

2021年度事業概要

121

第３回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2017年10月～ 2019年3月

共通技術／アイデア型

光電変換材料を用いた高感度放射線検出デバイスの開発

機関名：桐蔭横浜大学、ペクセル・テクノロジーズ株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

直接に量子変換して増幅電気信号として出力するこ① ペロブスカイト結晶厚膜の製法の確立とが可能な新しいタイプの放射線検出素子を、有機無・厚さが100 μmの平坦で緻密性の高い結晶膜に成型機ハイブリッドペロブスカイト材料を放射線吸収層にするペロブスカイト結晶粒子の製膜法開発を目的と用いて開発し、宇宙用放射線を高感度にセンシングす

し、いくつかの製造方法について試作を行った結る性能を実証する。

果、熱圧縮による製造方法おいて400um厚の素子をペロブスカイト結晶自体が光による発電が可能であることから、従来のセンサのような特別な電源系統を安定的に製造出来る手順を確立した。
② ペロブスカイトＸ線検出素子の開発持つ事無く、自ら発電して駆動電力をまかなう事が原

・X線に対して感度を確認するため、軟X線発生装

理的に可能である。また、厚膜結晶の製造が可能とな置を用いた照射試験を実施し、照射中において検れば、同時に高い検出能力を持つセンサへの応用が可出素子からの電流増加を確認した。

能となる。これは地上における用途、たとえば医療用
高感度センサ等への応用のみならず、電源状況に乏しい宇宙環境においては非常に有効であり、宇宙環境における放射線環境観測等への応用が考えられる。

・温度変化によるリーク電流の変化を測定した。
③ 放射線検出素子の宇宙環境における耐久性試験
・若狭湾エネルギーセンターにおいて、陽子線照射試験を実施し、照射前後において電気的な性能に大きな変化が無い事を確認した。

X線発生装置(Mini-X)

ペロブスカイトＸ線検出
素子試作品（ MaPbI3）

試作したX線検出素子
X線発生装置による照射試験の様子

X線照射開始陽子線照射試験の様子@若狭湾エネルギーセンター

照射終了

照射開始

照射終了

電流値[nA]時間[s]X線照射時のリーク電流変化の様子（X線による電流量増加を確認）

122

2021年度事業概要

第４回RFP研究
テーマ名2018年10月～ 2021年9月

共通技術／課題解決型

高機能化マリンレーダーの開発

機関名：株式会社光電製作所
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

船舶に搭載する “マリンレーダー” では、長尺のア

位相・振幅制御、信号増幅・分配等の各種機能を積

ンテナをモーターにより回転させることで全周方向の層構造で薄型に集積した4×8素子アンテナユニット

障害物等の情報を得ているが、回転半径確保のためにを完成させた。本ユニットは独立に動作が可能であ装置を設置する場所への制約が生じる。制約緩和の方

り、配置数・配置方向による性能選択が可能である。

策としてアンテナ走査を電子的に行う技術（フェーズまた位相・振幅制御ではアナログ方式の採用と校正手

ドアレー技術）が有効であるが、回路規模の大幅な増法の簡素化による小型・低コスト化も図った。

大を伴うため非常に高価であり、一部の大規模システ
ムにしか適用されていないのが現状である。

今後は完成したアンテナユニットと第１回RFP課
題解決型テーマ『固体化マリンレーダーの開発』の本テーマでは船舶搭載用のマリンレーダーの高機能成果物である固体化レーダー用送受信機を組み合わ化として、安価なフェーズドアレーレーダーを開発

せ、レーダーの適用分野拡大に資するシステムを構し、レーダーの使い方に変革をもたらすシステムを構築する。

築することを目的とする。

適用例（大型船舶の近距離監視）

FY2020の成果と完成イメージ

2021年度事業概要

123第４回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2019年１月～ 2021年３月

共通技術／課題解決型

スケーラブル完全孤立系燃料電池の研究開発

機関名：三菱重工業株式会社、JAMSTEC
プロジェクト概要【目的】
北極観測や深海探査で使用する海中ビークルは、長期間にわたり陸地から孤立した状態で長距離の航行をします。そのため制限された体積の中で大容量な電源●密閉/再生型燃料電池システムの検討→完了
a. 製品仕様の検討及び設定
b. 試作仕様の検討及び設定が必要となります（図1）。大容量でコンパクトな密閉●燃料電池スタックの製作→2019年度完了

型燃料電池は、海中ビークル用の電源として期待され●水電解スタックの製作→2019年度完了ています。
また、海中ビークルに洋上で給電する洋上電源として、太陽電池からの電力で水を電気分解して水素と酸

a. セル試作及び評価
b. スタック製作●試作システムの製作→2020年度完了

素を再生・貯蔵し、必要に応じて発電する再生型燃料

a. システム詳細設計

電池システムの研究も進んでいます。

b. システム組立

密閉型/再生型燃料電池共に、不純物の蓄積が発電性能低下に直結する課題であるため、その課題を解決するシステムを試作し、長時間の発電試験を実施すること
で、システムの連続安定作動技術の確立を目指します。
宇宙でも海中/洋上と同様に完全に孤立したシステム
で長期間の運用が求められるため、本研究で開発した技術を将来的に宇宙で転用することを考えています。

124

【成果】

2021年度事業概要●試作システムの運転試験→2020年度完了●試作システムの評価・まとめ→2020年度完了

第４回RFP研究
テーマ名2018年11月～ 2019年11月

共通技術／アイデア型

高信頼性・小型スターリング冷凍機の開発

機関名：ツインバード工業株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

FPSC（Free Piston Stirling Cooler）技 術 は、冷 媒として少量の安全なヘリウムガスを用いた完全脱フロ
ンの冷却システムである。冷却排熱構造が一体であることからコンパクトでありながら極低温の冷却を実現でき、また冷却制御がフルレンジで行える特徴を持つことにより、地上においては医薬、食品物流、エネル
ギー、計測の４分野で、品質管理などの観点で高度な温度管理が求められる比較的特殊な用途で採用が広がっている。今後民生用途や多様な製品へと応用を広げていくためには、当該技術の特徴である小型化を進め、信頼性を高めていく必要がある。
一方、将来計画されている月極域探査や始原天体探査において水氷や揮発性有機物などを調査することは、資源利用や科学の観点で非常に意義の高いミッションと考えられている。
例えば、月の極域や永久影に存在すると考えられている氷を蒸発させることなく回収して研究するには極低温に維持したまま、採取から分析まで行うことが理想であり、限られたリソースでも極低温に維持できる
小型冷凍機の技術が非常に有効である。特に、長寿命を実現することで、木星以遠の天体からの極低温のままサンプルリターンする探査ミッションにも応用可能となり、これまでにない科学的知見を得ることができる。
このような地上の需要や探査ミッションへの応用のために、高信頼性化と小型化を最終的なターゲットとし、それに向けた要素技術検討を行い、実現に向けた指針を得ることを目的とする。

既存技術をベースに、次の活動を実施した。
①アイデア創出と実現性の検討
FPSC冷 凍 機 に お け る 各 構 成 要 素(再 生 器、モ ー
ター、ピストンの挙動、有効容積など)につき再レ
ビューを行い基本設計を実施する。
②冷凍機試作品の製作
FPSCは各構成要素が相互連鎖的に作用している。
構成要素変更に伴い、内部ピストンの運動を都度調整する必要がある為、試作を通して運動バランスの調整を行い最適化を図る。
③冷凍機試作品の評価
試作した冷凍機の性能レビューを行う。
この結果、今後の製品の、性能・信頼性向上と小型化の指針を得た。

2021年度事業概要

125第４回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2018年11月～ 2019年12月

共通技術／アイデア型

太陽電池用波長変換材料の開発

機関名：パナソニック株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

太陽電池の発電効率を向上させるための波長変換材

太陽電池用波長変換材料としての新規蛍光体を開発

料およびこれを配合した波長変換シート材の開発を行し太陽電池の光電変換効率向上を可能とするため、各う。太陽電池では光電変換素子を紫外線から保護する

研究項目を実施し以下の成果を得た。

ために、素子を封止する樹脂シート材には紫外線吸収①紫外線励起可能な高発光量蛍光体の開発：低屈折率剤が配合されており、紫外線はセルに届かず従って発の無機系蛍光体の探索を行い、シリカ蛍光体の合成

電には寄与しない。波長変換技術では、この紫外線をを実現した。また、蛍光体の局所構造解析を実施

吸収し、より長波長の可視光を発光する波長変換材料

し、発光及び外部量子効率向上に大きく影響を与える組成の相関関係を明らかにした。

を樹脂シート材に含有させることにより、利用できる
光量を増加させ発電効率を向上させる。高耐候性で信②蛍光体の信頼性評価：合成したシリカ蛍光体に対し頼性が高く、太陽電池の樹脂シート材に配合した際、て各種信頼性評価試験（高温高湿度試験・熱衝撃試

可視光の透過を妨げない波長変換材料の開発を行う。

験・耐光試験）を実施の上、試験前後において、目標値である吸収極大波長および蛍光極大波長が維持されていること、外部量子効率が初期値の90%以上であることを確認した。

蛍光体＋充填剤

保護ガラス

太陽光
住宅用太陽電池パネル
波長変換シート材
開発波長変換シート材を使用した太陽電池の構造
メガソーラー太陽電池

126

2021年度事業概要

第４回RFP研究
テーマ名2018年12月～ 2019年12月

共通技術／アイデア型

システム機器診断のための超小型ハーネスフリーセンサシステム実現の基盤研究

機関名：鹿児島大学、株式会社ビーコンテクノロジーズ、株式会社東洋技術工業
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

5Gシステム等の地上系の通信環境が大幅に進展し以下の項目について実施した。

ていく中で、衛星搭載機器における通信環境も地上系①K帯HySIC基盤技術開発と同等にすることで、地上、衛星に関係無く、大容量②高安定K帯発振器の開発の情報伝送が可能になる。特に衛星系の情報伝送レー③C帯高効率整流器の開発

トの高度化は、機器診断の精密化を可能とするだけで④K帯C帯デュアルバンドアンテナ開発

なく、地上系と結ぶことで、地上の診断（災害、気象⑤K帯電力増幅器を含む無線伝送システムの実現可能

等）を可能とし、新しいサービスを生み出す可能性が性検討ある。本研究ではHySICをベースとしたマイクロ波システムの集積化・小型化HySICに向けた基本性

電力回収によるハーネスフリーセンサシステム実現に能を確認した。

むけて、蓄電デバイス内蔵整流回路、送信モジュー
ル、受信モジュールの実装技術の確立を図る。本アイ
デア研究ではその最初の段階として、個別技術の開発を進める。

【研究成果】
Ｋ帯ワイヤレス温度・湿度センサシステムをＣ帯無線電力伝送によりバッテリを充電しながら駆動することに成功。

超小型ハーネスフリーセンサシステムと開発した要素技術
24GHzセンサ内蔵RFハーベスタ・
送受信モジュール
ワイヤレス電力伝送によるセンサ
駆動システム（プロトタイプ）

K帯ワイヤレス温度・湿度・加速度・振動センサシステムをC帯ワイヤレス
電力伝送により、バッテリー充電しながらセンサを駆動しデータ伝送を行うことに成功

2021年度事業概要

127第４回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2019年1月～ 2020年1月

共通技術／アイデア型

ゼーベック素子を用いたサーマルハーベスター基盤研究

機関名：アクトロニクス株式会社、センサーコントロールズ株式会社、株式会社守谷刃物研究所
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

本研究ではワイヤレスセンサシステム（図１）の電ゼーベック素子と蓄熱材を組み合わせ、蓄熱材の吸力源に向けたサーマルハーベスタ実現のための基盤技

熱、放熱を利用することにより、ゼーベック素子の温術の確立を進める。

度差を利用した常時発電ユニットである。

本研究は宇宙空間において、ゼーベック素子のエネル

今回の研究では次のユニットを開発(図２）する。

ギー変換効率を最大限に高めるために高熱伝導材蓄熱材をコンバインしたゼーベック発電である。また、蓄熱

１．蓄熱による日射、日陰を利用した繰返し発電材で貯めた熱を用途に応じて使用することができる。

ユニット

月や火星の惑星探査に関わるロケット、探査機、現２．高効率充電回路

地発電所等における応用も可能であり、「地産地消型」

３．高効率集熱／放熱ユニットの技術課題への対応も見据えている。

ゼーベック素子によるサーマルハーベスタ

高効率集熱／放熱ユニット

128

2021年度事業概要

蓄熱によるサイクリック発電ユニット

加熱・冷却によるサイクリック発電第５回RFP研究
テーマ名

2020年２月～ 2021年５月

共通技術／アイデア型

小型・軽量・高効率・低EMC電源を実現する電源基板設計技術

機関名：Link T&B 株式会社、名古屋大学、愛三工業株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

本研究では、地上の電気機器及び人工衛星などで用本研究では１kW級の低EMC動作に重点を置き、シいられるコンバータなどで課題となるEMC低減を基板

ステム全体のEMC低減を具現するデバイスの容量特設計技術応用で具現する。パワー半導体の動作に起因性を加味した基板の寄生パラメータを最適化に関するして発生するノイズを、デバイスの容量特性を加味し研究と、宇宙応用を見据えた基板内の温度分布測定をながら、基板の寄生パラメータを最適化することでシ実施した。

ステム全体のEMC低減を具現し、周辺回路や他の装置

本研究では以下の顕著な成果を得た。

の安定動作に寄与する事を目的とする。低ノイズ化を

・GaNを安全に使いこなすための数学モデルを確立し、実験的に実証した。

実現することは、高効率や小型・軽量化にも寄与する。ま た、低 ノ イ ズ 化 に よ り、SiC MOSFETやGaN

・研究成果を応用し、商用車載用電源の試作機を先HEMTなど高速動作を得意とする半導体デバイスを低行開発した。

ノイズで駆動することが可能となり、高効率を具現す

大気圧中と真空中の基板の温度分布の比較を実施

ると共に、低発熱が具現できるため、放熱フィンの小し、高放熱と低ノイズを両立したパッケージや実型化や軽量化のにも期待ができる。

装の検討が重要であることが明確となった。

イオンエンジン動作中の「はやぶさ２」（イメージ）
イオンエンジンは「電気推進」と呼ばれ、外部からの電力を推進力に利用することができる。軽量で高効率の電源は、宇宙機の軽量化ひいては高い加速度を実現することになる。

はやぶさ2
イオンエンジン用直流電源(効率84%)

電源商用化イメージ
小型高効率電源を核とする電動化技
術 を 磨 き、小 型 モ ビ リ テ ィ、二 輪 車
両、四輪車両へと展開する。
（大 電 流 化、高 出 力 化、高 機 能 化 がキーとなる）

・大電流化
・高出力化
・高機能化

2021年度事業概要

129

第５回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2020年１月～ 2021年３月

共通技術／アイデア型

超軽量電磁波遮蔽材料の開発

機関名：名古屋大学、山形大学、日本ゼオン株式会社、パナソニック株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

宇宙機の重量低減に向けて、無線通信や給電のワカーボン材料をベースにした超軽量材料を作製し、イヤレス化が検討されている。これを実現するため

3 ～ 12GHzの周波数において、厚さ3mmで30dB以に、電 磁 適 合 性 の 確 保 が 求 め ら れ て い る。近 年、上のシールド性能を示すことを明らかにした。また導CPUや無線通信速度の高速化、周波数帯域の拡大に電率を制御することで電磁波吸収材料も得られること

より、電磁適合性を確保するためには、高度な電磁が分かった。10GHzにおいて、入射角、偏波に依ら波遮蔽技術が必要とされている。そこで本研究開発

ず、おおむね10dB以上の吸収性能を確認した。さらでは、超軽量かつ優れた電磁波遮蔽特性を有する超に、10GHz ～ 100GHzの高周波数帯においても、広軽量電磁波遮蔽材料の開発を目的としている。電磁い周波数帯で高い吸収性能を示し、最大で20dB以上

波遮蔽特性を評価し最適化することで、宇宙機へのの吸収性能が得られることを明らかにした。耐久性や応用を目指すと共に、5G時代に不可欠な電磁波遮蔽

量産性に関する課題も明確になり、改善に向けた道筋

技術へと展開することを目的とする。

を示した。また、マーケティング活動を展開し、地上用途として軽量、電磁波遮蔽/吸収が活かせる航空・
無線通信関連を有望として、事業化検討予定である。

超軽量材料

10 6
弾性率/MPa10

セラミックス
複合材

5

木材

10 4
10

3

金属

フォーム

10 2

ポリマー

10 1
10 0
10 -1

超軽量
材料

10 -4
10

10-3

エラストマー-2

10-2 10-1 100
密度 /g･cm-3

101

102

80

遮蔽性能/dB

70
60
50

5mm厚

40

3mm厚

30
20

JAXA要求性能

1 mm厚

10
0

開発品
130

2021年度事業概要

468
周波数/GHz

電磁波遮蔽性能

1012

第５回RFP研究
テーマ名

2019年12月～ 2021年３月

共通技術／アイデア型

MTJ/CMOS Hybrid 技術による待機電力不要システム研究、及びその耐環境性試験（宇宙用途向け）

機関名：東北大学
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

宇宙探査において、月、火星以遠の探査には、エ
ネルギー源となる太陽光が微弱な環境下で10年以上の長期ミッションが想定されるため、既存技術ではなしえない超低消費電力の電子システムが求められている。また、宇宙機の電子システムには、待機電力不要に加えて宇宙放射線耐性の両立が重要な課題となっている。本プロジェクトでは、スピントロニ
クス素子である磁気トンネル接合（MTJ）とCMOS技術を融合させたMTJ/CMOS Hybrid技術を用いて、待機電力不要システムを研究し、飛躍的な演算効率向上と桁違いの低消費電力化を実現する革新的半導体デバイス・集積回路の実現を目指す。

MTJ/CMOS Hybrid型半導体チップが本来有する
不揮発性と高速性に加えて、耐環境性を併せ持つ、電力を使用しない高集積回路の創出を目指して次の内容を実施した。
１．耐環境性試験に向けたMTJ/CMOS Hybrid型半導体チップ評価基盤構築と評価用ウェハを提供した。東北大学CIESが保有する300mmプロセス
ラインを用いた高性能MTJデバイス技術、メモリ
セルアレイ回路 設計技術、並びに異なるメモリ容量を有するチップ群を 同一CMOSウエハ上に集積する技術開発を駆使して MTJサイズ50nmのMTJ/CMOS Hybrid型半導体 チップを試作した評価用ウェハを提供した。
２．MTJ/CMOS Hybrid型半導体チップの耐環境性試験を実施した。東北大学CIESが開発する先端
STT-MRAM集積回路を、JAXA等の評価設備を用いて耐環境性試験を行うためにJAXAが利用可
能な放射線源発生装置への導入、および温度サイ
クル試験を可能とするTEG チップの開発およびCIESが保有する集積回路評価用プローバー用いた評価環境を構築した。
評価方法確立後に放射線照射試験および温度サイ
クル試験を実施して放射線耐性および温度サイクル耐性を評価し考察した。
３．MTJ/CMOS Hybrid型半導体チップの耐環境性
試 験 後 の 不 良 解 析 を 実 施 し た。MTJ/CMOS
Hybrid型半導体チップの耐環境性試験（放射線照射および温度サイクル）後の不良解析として、不良素子および良品素子の電気特性評価を行い、耐環境試験前後において両者の主要特性（R0,R1,MR比）に有意差は無いことを確認した。
銀河宇宙線
太陽風
ヴァン・アレン帯
太陽フレア
中性子

©JAXA
待機電力不要情報処理システム（イメージ）

従来技術の
課題

1演算能力 vs. 消費電力不足
3放射線環境下での誤作動

2高温下での誤作動

MTJ/CMOS Hybrid技術による宇宙放射線耐性を有する待機電力不要情報処理システムの研究

2021年度事業概要

131

第６回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2020年12月～継続中

共通技術／アイデア型

宇宙トイレのための蠕動ポンプを用いた革新的混合搬送・処理システムの開発

機関名：学校法人中央大学
プロジェクト概要
【目的】

【内容】

長期滞在を想定した有人宇宙船におけるトイレシス
テムは、排せつ物の移送・集結技術に関して多くの問題を抱えている。これらの問題は、飛行機内や新幹線
内のトイレをはじめとして、地上のトイレにおける問題とも共通項が多い。
本提案では、腸の運動を規範とした蠕動ポンプにより、省スペースかつ無水・少水型の排泄物運搬システ
ムを開発する。さらに、本機能を発展させて、宇宙ト
イレの環境に適した無重力下・省スペース化・集結した排せつ物の固液分離機能・発酵分解要素との混合機
能等を含めた革新的な排泄物集結処理システム開発の可能性についても検討する。

提案者により開発された蠕動ポンプは、腸管の蠕動運動を規範とした多機能型ポンプであり、以下の特長を有している。
・高粘度固液混合スラリの搬送混合・固液分離が可能
・重力や搬送方向に依存することなく搬送可能
・低エネルギーで省スペース化が可能したがって、蠕動ポンプは宇宙トイレのような無重力下、大量の水が使用できない環境、省スペース化等の要求を満たす排泄物集結・搬送システムとして適していると考える。
本契約期間内では、以下の内容について明らかにする。
Ａ 基礎研究課題：排泄物運搬に関する蠕動ポンプの開発
Ａ－１ 蠕動ポンプによる効率的な排泄物の搬送技
術の構築
Ａ－２ 弁機能の完全開閉機構と基礎特性評価
Ｂ 発展研究課題：排泄物集結・処理システムの可能性検討
Ｂ－１ 固液分離手法の可能性検討
Ｂ－２ 排泄物の後処理における蠕動ポンプの活用について

蠕動ポンプを用いた宇宙トイレシステムの構想図

蠕動ポンプの特長：
高粘度スラリの混合搬送可能・固液分離可能
低エネルギ・狭小空間設置可能
重力方向によらず搬送と混合が可能
蠕動ポンプ

132

2021年度事業概要

蠕動ポンプによる
宇宙トイレシステムを構築

第６回RFP研究
テーマ名

2021年1月～継続中

共通技術／アイデア型

艤装性に優れた液体水素貯蔵タンク等向けMLIの高性能化

機関名：栃木カネカ株式会社、株式会社カネカ、三菱重工業株式会社、大成建設株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【内容】

月面推薬プラントでは液体酸素・液体水素という極低温流体を貯蔵するタンクに対して、外部入熱を断熱する高性能な断熱材が必要となる。従来の真空環境で用いられる多層断熱材（MLI, Multilayer insulation）
は、艤装状態（積層密度や端部処理）により断熱性能が大きく変化するという課題がある。
月面上の1/6G環境下においては、MLIの自重（圧縮力）による断熱性能の低下が想定され、この課題は地上の1G環境でも同様であり、断熱材で十分な断熱性能が得られれば、将来の水素輸送（水素運搬船・水素ローリー等）において有益となる。
本研究では、既存の断熱材の課題を克服する、高性能で軽量な断熱材の研究を実施する。

①高断熱性能MLIの開発・性能評価
JAXAで開発している層間非接触型スペーサと、提案者が開発するMLI（熱針ラミネート型）について、それぞれの得意とする温度領域や適用部位を考慮した複合構成の検討を行う。
これにより、断熱性能、艤装性に優れ、軽量なMLIの実現を目指す。
②液体水素貯蔵タンクを想定した施工方法の検討
月面推薬プラントで想定されるタンクの形状に合わせて、支持部、配管貫通部等を含め艤装性の評価及び課題の抽出を行う。
③月面居住空間を想定した断熱方法の検討
将来月面に建設予定の月面居住空間を構想・計画
し、MLIの施工方法を検討する。

JAXA NICS-MLI

月面推薬プラント(イメージ)▲厚さ大、艤装性に制約あり◎接触熱抵抗に依存せず性能の不確定性が小さい

地上技術のMLI（熱針ラミネート型）

NICS-MLIと熱針ラミネート型MLIの複合構成検討・性能評価◎薄くて軽い、艤装柔軟性高▲接触熱抵抗に依存し圧縮に対する性能低下が起きやすい。

先行技術

本研究

水素運搬船
(イメージ)

応用(dual utilization)

2021年度事業概要

133

第６回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名2021年2月3日～継続中

共通技術／アイデア型

推薬液化エネルギーを低減する磁気冷凍技術の研究開発

機関名： 国立研究開発法人物質 材料研究機構、株式会社ispace、住友商事株式会社、高砂熱学工業株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【内容】

地上の水素エネルギー社会の実現に向けて、液体水素の製造・貯蔵に必要なエネルギーの低減が課題となっている。また、JAXAが策定した「日本の国際宇宙探査シナリオ（案）2019」では月面推薬生成プラントの実現に向けて、月面での液体水素と液体酸素の製造に必要な液化エネルギーの低減を課題として識別している。
一般にガスの液化には気体の圧縮膨張を利用した気体式冷凍機が用いられ、液化効率の上限は25％程度といわれている。これに対し磁気冷凍の理論効率は50%を超えるため、同量の液化ガスの生成に必要な消費電力をおよそ半減することが期待される。
本研究では磁気冷凍機の小型・軽量・効率化に取り組み、地上での磁気冷凍技術の事業化検討及び月面
推薬生成プラントへの適用に向けた実現性検討に取り組む。

①小型磁石システムの検討・試作
打上げコスト削減の観点で、宇宙用システムは極力小型かつ軽量である必要がある。本研究では磁気冷凍機の小型・軽量化に向けた磁石の検討と試作を行う。
②磁気冷凍機の概念設計
月面での磁気冷凍による液体水素・液体酸素の製造の成立性を概念設計レベルで確認することを目的とし、月面推薬生成プラントへの適用を想定した磁気冷凍機の概念設計と、それに基づいた磁気冷凍の性能評価を行う。概念設計には、月面プラントへの適用を想定した場合の気体式冷凍機との質量比較、並びに月面特有の低温環境等を利用した成立性検討を含む。
③地上での事業化検討
地上の水素エネルギー社会構想の観点より、小型ガス液化機の需要と市場を調査する。

月面での水資源利用のプロセス

月面基地のイメージ

134

2021年度事業概要

第６回RFP研究
テーマ名

2020年11月～継続中

共通技術／アイデア型

高効率熱交換チューブとボイルオフガス/冷凍機ループによるタンク冷却システム

機関名：名古屋大学
プロジェクト概要
【目的】

【内容】

月面の推薬プラントで生成する液体酸素・液体水素
は極低温流体であるため、貯蔵タンクの外部から熱が伝わると蒸発（ボイルオフ）が発生してしまう。
推薬貯蔵システム全体で効率的に蒸発量を低減させるためには、ボイルオフガスを有効活用することが考えられる。また、地上の水素社会においても、液体水
素の蒸発を低減させる技術は必要とされる。
本研究課題は、極低温流体では避けられない周囲温度差によって生じる熱侵入を有効活用しつつ、高度な熱交換技術を採用した推薬貯蔵システムの全体の効率化を実現させる技術の研究を目指す。

①ボイルオフガス・冷凍機を活用したタンク冷却シス
テムの構成の検討
高熱交換効率の冷却チューブと冷凍機を用いたタン
ク冷却システムの構成を検討し、冷却チューブ等の構成要素への要求を設定。
②冷却チューブの要素モデル試験及び性能評価
冷却チューブに関する複数の供試体に対して冷媒を用いた熱交換性能評価を行い、熱交換性能・圧力損
失・消費電力等のデータベースを作成する。
③タンク冷却システムのリファレンスモデルの検討試験を通し構築したデータベースに基づき、実現可能なタンク冷却システムのリファレンスモデル案を検討する。

イメージCG

2021年度事業概要

135

第６回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名2021年１月～継続中

共通技術／アイデア型

液化水素流量計測技術の開発

機関名：岩谷産業株式会社、国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構
プロジェクト概要
【目的】

【内容】

月面の水資源から製造される燃料は非常に貴重であるため、月面貯蔵タンクからロケット燃料タンクに送液する際の、オーバーフロー損失（燃料の流しすぎ）
や蒸発損失を可能な限り低減する必要がある。
燃料の送液流量を正確に把握することで、最適なタイミングで燃料供給を停止し、ロケット燃料タンクのオーバーフローや目標値に対する過不足を防ぐことができる。
月面上の水素送液は気液二相状態で流動することが予想される。このような状態の液体水素の流量を精度よく計測する技術は未だ世の中に存在しない。
地上においても、液化水素ローリーからの小口配送等において、供給水素量を正確に把握しなくてはいけないため、この様な計測技術は必要となる。
本研究課題では、極低温・可燃性流体である液体水素に適用可能な気液二相流量計の実現を目指す。

①気液二相流の流動状態把握
液化窒素の流通を可視化する装置を製作し、流動の向き（水平、鉛直）、流動条件を変化させて出現す
る流動状態マトリックスを作成する。
②ボイドメーターの試作と評価
気液二相流の割合を計測する手段として、静電容量式のボイドメーターを試作する。また、沸点の異なる２種の流体をそれぞれ流量制御しながら流通させることにより、任意のボイド率の二相流を作り出す試験装置を構築し、試作したボイドメーターの測定値との比較・評価を実施する。ボイドメーターの誤差±10%以内（気泡流のみ）を目標とする。
③フィールド調査
液化水素の流量計測は、液化水素搭載型FCVの運用や液化水素運搬船からの荷卸しといった場面で必要となるが、それぞれにおいて流通条件が異なる。流
通条件を調査し、流量計に求められる精度等を明ら
かにする。

月面

気液二相流化した
液体水素送液の流
量の計測

地上

極板

静電容量計測回路

気体
液体

シールド

同軸ケーブル

ボイド率*に応じて配管内の静電容量が変化する性質を応用した計測手法＊ボイド率：気液の体積混合比

誘電体配管

静電容量式ボイドメーターの計測原理

136

2021年度事業概要

水素配管中の二相流可視化（上）と，
ボイドメーターの例（下）第６回RFP研究
テーマ名

2020年12月～継続中

共通技術／アイデア型

薄膜ニッケル電気めっきを施した複合材による液体水素、液体酸素貯蔵系の軽量化

機関名：株式会社IST
プロジェクト概要
【目的】

【内容】

地上の水素エネルギー社会の実現に向けて、液体水
素貯蔵タンクの軽量化による輸送効率の向上が課題である。また、JAXAでは月面の含水レゴリスを用いて酸素及び水素を生成し、宇宙機の推進薬（燃料）として利用するための技術検討を進めており、推進薬の貯蔵タンクに従来の金属材料ではなく、より軽量な複合材等を適用することで月面までの輸送コストを削減する方策を検討している。
本研究の目的は、従来の金属タンクの三分の一の軽量化及び100%漏れの無いガスバリア性を持つ複合材
タンクの製造を目標とし、小型BBMタンクを試作・評価し、上記の課題解決に資する研究成果を創出することである。なお、従来のタンク製造には専用の大型設備が必要となるが、本研究で取り組むタンク製造
は、炭素繊維を樹脂で固めた複合材タンクを処理槽とし、内面にニッケル薄膜を成形してライナーを施工する手法であるため、生産設備の低コスト化、汎用性の向上を実現可能である。

①CFRPテストピースの設計・製作・評価
ア）樹脂材料の選定及びエッチング液の仕様検討
イ）化学めっき及び電気めっきの条件検討
ウ）テストピース評価（引っ張り強度など）
エ）液体酸素適合性（発火の閾値）の確認
オ）ガス透過率計測②小型BBMタンクの製作・ライナー施工・評価
選定したCFRPで小型BBMタンクを製作し、①で検討したエッチング及び各めっき条件で小型BBM
タンクへニッケルライナーを施工する。また、製作した小型BBMタンクについて耐圧性等の評価を行う。
③タンク性能評価試験の簡素化検討
ガスバリア性、耐圧性等のタンク性能を従来より簡単に評価できる手法を検討する。

2021年度事業概要

137

第６回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名2021年12月～継続中

共通技術／アイデア型

高結晶性グラファイトを用いた熱輸送部材の開発

機関名：パナソニック株式会社
プロジェクト概要

138

【目的】

【内容】

精密な電子機器や発熱密度の高い装置に用いられる
金属筐体および、ヒートシンクやラジエーターなどの金属放熱部材や構造材の熱輸送性向上と軽量化を実現するため、高結晶性グラファイトを金属に内蔵した熱輸送部材の開発を行う。
現在用いられている構造材や放熱部材は、放熱性・重量のバランスを取るため、鉄や銅などを組合せた構造となっている。そこで、研究目標として、熱伝導率
は 少 な く と も 鉄（83 W/m・K）の ３ 倍 以 上 で、銅（394 W/m・K）を 超 え る400 W/m・K以 上 を、かつ、比重は鉄（7.9 g/㎝3）の半分程度である4 g/㎝3以下を実現する熱輸送部材の開発を目指す。

① グラファイトと金属の接合性確認
グラファイトと金属を接合し、電子顕微鏡により接合面を観察し、密着できる金属の抽出を行う。
② グラファイトの金属内蔵部材化検討
グラファイトの形態・形状を確定し、金属でグラファイトを覆い、試験片を作製する。
③ グラファイト内蔵部材の性能評価作製した試験片の特性を測定し評価する。また、宇宙空間での利用を想定した各種試験を実施し、耐性評価を行う。

2021年度事業概要

第６回RFP研究
テーマ名

2021年1月～継続中

共通技術／アイデア型

宇宙環境に適合した高機能熱硬化性光学材料の最適化検証および関連光学部品の開発

機関名：吉川化成株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【内容】

宇宙機で使用される光学材料には、これまでガラス
材が通常用いられてきている。これは、プラスティッ
クのような高分子材料は放射線に対する耐性が小さ
く、宇宙環境で使用すると材料の黄変等で透過率が大幅に低下することが知られているためである (ガラス材の中でも、放射線耐性が十分な大きさを持たないものも多い)。
しかしながら、センサー技術の微細化により、宇宙機で使用されるカメラはレンズ部分が重量の支配的な要素となりつつある。宇宙機におけるカメラの軽量化が可能となれば、より多くのカメラを、より多くの宇宙機に搭載可能となりその意義は大きい。
上記を踏まえ、高機能熱硬化性光学材料を用いて、宇宙で使用可能な光学材料を開発することを目標とする。

本研究開発においては、吉川化成株式会社が製作している『エスドリマー ®』の技術を使用して、良好な放射線耐性を有する光学材料の開発を行う。
これらの、熱硬化性材料は、ガラスと比較して屈折率が同程度であり比重が半分以下であることから、光学レンズとしてガラス材からの置き換えを行うことができれば、レンズ重量を半分以下に低減することが可能である。また、同材料はガラス材と比較すると、レンズ材としての量産性に優れており、温度耐性にも優れていることから、今後の宇宙機に用いる光学材料としてのポテンシャルが高い。優れた性質を持つ同材料は、近年の自動車などに搭載されるカメラ用のレンズなど、事業化にも大きく期待される材料である。

2021年度事業概要

139

第６回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2020年12月～継続中

共通技術／アイデア型

可搬型大気圧プラズマ表面消毒装置の開発とその効果を簡便に目視判定する新しいバイオロジカルインジケータの提案

機関名：九州大学
プロジェクト概要
【目的】

【内容】

様々な表面に付着した細菌やウイルスの殺菌・不活化を迅速に行うための新しい大気圧放電プラズマ表面消毒装置を開発し、その効果を簡単にモニタリングするための新しいバイオロジカルインジケータを提案する。様々な種類の表面を処理するために、化学薬品の添加なしに簡単に殺菌ができる大気圧プラズマを可搬型に改良する。それと同時に、殺菌・不活化を簡単か
つ迅速に目視判定するための新しいバイオロジカルイ
ンジケータとして、DNA結合微粒子を使用した方法について検証する。この二つの組合せによって、簡便・迅速に様々な表面を殺菌・不活化処理しつつ、その効
果をその場で確かめることができる手法を確立する。

可搬型大気圧プラズマ表面消毒装置の開発
様々な表面に付着した細菌やウイルスを対象とする
大気圧放電プラズマを用いた殺菌、不活化装置の開発
特に、可搬型で様々な表面の殺菌、不活化が可能な装置を目指す。
大気圧プラズマの消毒効果を評価するための新しいバイオロジカルインジケータの開発
放電プラズマによる殺菌や不活化を素早く評価する
ための新しいバイオロジカルインジケータを提案する
DNA結合微粒子をバイオロジカルインジケータとし、放電プラズマによるDNA切断反応によって消毒効果を評価する。

大気圧放電プラズマによる細菌やウイルスの殺菌、不活化
放電プラズマウイルス

細菌

殺菌、不活化を迅速簡便に評価（新しいバイオロジカルインジケータ）

大気圧放電プラズマ

D N A 無し

D N A 有りD N A 無し

DNAの有無を目視判定

140

2021年度事業概要

D N A 有り

第６回RFP研究
テーマ名

2021年4月～継続中

共通技術／アイデア型

人と環境に完全に安全無害な高速低温酸素プラズマ滅菌，国立大学法人九州大学，国立大学法人佐賀大学
機関名：株式会社ウドノ医機（実施代表機関）
プロジェクト概要
【目的】

【内容】

今後の有人深宇宙探査では宇宙船内医療が不可欠であり、医療器材の滅菌を行う滅菌器が必要となる。また、宇宙船内環境を清浄に保つために船内の殺菌・防黴装置が必要である。一方、深宇宙探査では惑星保護の観点から、宇宙船の汚染レベルを低減するための滅菌や生物由来物質（DNA、タンパク質、アミノ酸等）の完全分解が可能な装置が要求されている。従来の滅菌法は高温や薬剤を用いており、宇宙空間での利用には制約が多い。
プラズマは低温でも反応性が高く、高エネルギーで寿命が短い（ミリ秒以下）ことから薬剤のような残留性がない。また、プラズマの原料ガスである酸素は空気から得ることから滅菌剤は不要であり、プラズマを生成するために必要なのは電気のみである。本研究では環境と人とに無害な低温酸素プラズマを用いた滅菌法を提案し、各用途に応じたプラズマ滅菌器を開発することを目的としている。

深宇宙探査に資する滅菌・防黴技術を確立するために必要な実験研究を行う。本技術を宇宙で利用することを想定して研究テーマを以下のように設定した。
１．各種素材の酸素プラズマ適合性試験
プラスティックやゴム等の非耐熱・易分解性の各
種素材や部材に関して、酸素プラズマ滅菌法が適合する素材を明らかにする。
２．排ガスの無害性・安全性（ゼロエミッション）の確認
滅菌器から排出されるVOC等の濃度が、基準濃度以下であることを確認する。
３．低圧酸素プラズマによる長尺細管内部の滅菌特性
内径２mm、長さ１mの細管内の106個の菌芽胞を不活化する。
４．大気圧プラズマ中の長寿命活性種による施設・設
備滅菌
長寿命活性種により部屋空間内の滅菌を試みる。
また宇宙機外部のプラズマ滅菌を検討する。

プラズマを用いた滅菌・防黴について

各種素材の酸素プラズマ適合性試験

未使用100回処理後

各種素材の試験片のダメージ評価
プラズマ滅菌処理後の素材へのダメージを評価する．
7号ダンベル試験片

滅菌・防黴用プラズマ源
低圧酸素プラズマ滅菌器(左)および大気圧バリア放電装置(上)．

低圧酸素プラズマによる長尺細管内部の滅菌特性

Load [N]

400
300
200
80Pa
40Pa
20Pa
untreated

100
0

-100
0.0

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
Tensile elongation [mm]引張り試験例

赤外吸収スペクトル

プラズマ中の長寿命活性種による施設・設備滅菌
実験条件:60W,
60Pa, 3h
平均温度:64.1 ℃
滅菌成功率100％
室内殺菌・防黴実験レイアウト
未処理

滅菌処理時間とチューブ長さの滅菌結果（滅菌成功回数／試行回数）

3

プラズマ殺菌時間を変えた場合の大気圧
プラズマ照射好熱菌の増殖曲線

プラズマ処理積層断熱材用素材の滅菌
積層断熱材素材のプラズマ滅菌と素材適合性の調査．
部屋内の空間殺菌
プラズマ殺菌の様子(左上)と，プラズマを照射した糀カビ胞子
プラズマ処理前後のカビの様子(左下)（右）からの培養の様子．

2021年度事業概要

141第６回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名2021年12月～継続中

共通技術／アイデア型

沸騰連結効果の最大化～高効率水電解に向けて～

機関名：国立大学法人九州大学
プロジェクト概要
【目的】

【内容】

図１でイメージするようにPEM型水電解に、沸騰を連結し、高効率、コンパクトな水素、酸素製造の技術を実現する。セル構成材料、運転条件を最適化
して沸騰を電極上でおこし、沸騰気泡により、酸素生成反応を加速し、電解電圧を低減し、電解効率を向上する。詳細なメカニズム解明とともに、セル条
件、運転条件を最適化し、沸騰連結しない場合の電解効率（現状90%程度）から10%向上を目指す。

①可視化システムの構築と連結場の可視化(図２参照)：沸騰・電解の発泡点を合致させ、連結場を形成できることを確認する。
②可視化による同期性の検証：沸点付近の沸騰気泡の動的挙動と電解電圧変化が同期すること確認する。
③過電圧分離による沸騰連結効果発現箇所の特定：連結効果によりどの過電圧成分が低減するか明らかにする。
④連結効果による電圧低減を予測できる数学モデル構
築：数学モデルで沸騰連結による電圧低減を再現させる。
⑤宇宙機における熱・エネルギー管理に関するシステ
ム検討：本水電解技術を宇宙応用するにあたり宇宙機システムにおける熱源利用の可能性・有用性を明らかにする。
⑥電圧低減の最大化：セル構造や運転条件を最適化
し、沸騰連結しない場合に対して、沸騰連結により電解効率10%向上を達成させる。

図２
図１

142

PEM型水電解への沸騰の連結（イメージ）

2021年度事業概要

沸騰連結触媒層の可視化システム

第６回RFP研究
テーマ名

2021年1月～継続中

共通技術／アイデア型

持続可能な防塵または除塵性能を有する機構または表面の研究

機関名：株式会社ニデック
プロジェクト概要
【目的】

【内容】

月や小天体などの表層には、レゴリスと呼ばれる１mm以下の微粒子が存在する。天体への着陸や天体表面での活動時には、このレゴリスが宇宙機や探査ローバに付着また侵入し、動作不良を引き起こす
ことが知られている。例えば、アポロ16号の月面車
で は、熱 制 御 材 に レ ゴ リ ス が 付 着 し た こ と に よ り
オーバーヒートが起こり、機械に性能不良が発生した。火星探査ローバでは、ダストが太陽電池上に堆積し、発電量が低下する事象が度々発生した。また
小惑星探査機「はやぶさ２」においても、天体表面への着陸時に巻き上がったレゴリスが航法カメラのレンズや高度センサに付着し、受光強度が低下した。
天体表面で長期間持続的に活動するためには、太陽電池や熱制御材、センサ、軸受などが、レゴリスに対して防塵あるいは除塵性能を有する必要がある。
本研究では真空中において防塵・除塵能力を有する機構または表面の技術を開発する。地上では、太陽光発電パネルへのダストの堆積や、工場内のセン
サへの微粒子の付着等、特殊な環境でのメンテナン
スを省力化する用途への適用が期待される。

本研究提案は、天体表面におけるレゴリス（表土）や、砂・ほこり等の付着を防止するためのコーティン
グ技術の開発、および評価方法の実現を目指す。
メンテナンスの省力化やメンテナンスフリー化に向けた防塵効果を付与する技術について研究を行う。
レゴリスや砂じん等に対しどの程度砂が付着するのかを評価する方法を検討し、評価試験機の作成と、評価方法の確立を行う。その評価方法を用いて、従来技術（ホコリ防止AR膜）と比較し、レゴリスの付着し難い
防塵膜を検討する。
開発したコーティングの宇宙環境耐性を評価し、宇宙実証に向けた準備も進める。

月ダストはアポロミッションを通して、接触するすべての物体（ブーツ、手袋、宇宙服の足の部分、手にする道具類など）の表面をた
ちまちコートする（制御装置不具合、シール
不具合）

開発する表面コーティングの例
帯電した絶縁体の付着が緩和されている。
【写真】ホコリ防止コーティングをする前（左）と塗布した後（右）のレンズ

2021年度事業概要

143

第６回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2020年12月～継続中

共通技術／アイデア型

月面洞窟内作業ロボットへの無線電力伝送に向けたGaN整流素子の適応検討

機関名：名古屋工業大学、株式会社メトロール
プロジェクト概要
【目的】

【内容】

月 面 の 洞 窟 内 の 探 索（図 １）で は、作 業（探 索）ロ ボ ッ ト を 広 範 囲 に 展 開 す る 必 要 が あ り、そ の ロ
ボットに対するエネルギー供給には、ケーブルが不要な無線電力伝送が有望である。さらに、探索用のロボットのサイズを小型（数cm ～数10cm）であると想定すると、それに設置する無線電力機器には相応の小型化が求められることから、ミリ波の利用が必須である。
しかしながら、ミリ波での受電整流素子は、地上ですらアプリケーションがないために研究開発が活発には進められていないのが現状である。
そこで本研究課題では、ミリ波動作可能、かつ、
探索ロボットへの給電に必要な電力性能ポテンシャ
ルを有するGaN整流素子（図２）の適応可能性をについて、地上応用（工作機械内のタッチプローブセ
ンサ（図４））も視野に入れながら、検証を行う。

左記目的達成に向けて、以下の項目について研究開発を実施している。
①最先端無線電力伝送用デバイス技術
GaNを用いた整流素子のミリ波動作検討②無線電力伝送技術の地上応用検討
市販整流素子の解析及び民生用タッチプローブセン
サモジュールへの搭載検討③アクティブ集積アンテナ（AIA）用モジュール
ワイヤレス通信と無線電力伝送用GaN整流素子のアクティブ集積化アンテナの実現性検討④宇宙での無線電力伝送応用のシステムの検討
宇宙での無線電力伝送の１st ターゲットシステム
設定に向けた議論。今後の宇宙における無線電力伝送システムにおける送受電部の課題抽出。

図１

月面洞窟内探索のイメージ
図２

図４

図３

144

工作機械内のタッチプローブセンサーへの無線給電のイメージとその実現に向けたエネルギーバジェット検討例

図２の素子の直流および高周波特性シミュレーション（アノード電圧: 2 ～－10 V）

2021年度事業概要

ミリ波動作を検討しているGaN半導体を用いた受電整流素子の断面構造

第４回RFP研究
テーマ名2018年11月～ 2019年10月

チャレンジ研究

光エネルギーおよび省リソース「藻類・動物細胞共培養リサイクルシステム」による持続的な食糧・タンパク質の生産

機関名：東京女子医科大学、インテグリカルチャー株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

本研究では光合成能を持つ藻類と食糧・タンパク質

藻類から動物細胞へ酸素供給が起こり、動物細胞の源となる動物細胞を共培養し、光エネルギーにより食エネルギー代謝が嫌気的代謝から好気的代謝へ変化※

糧細胞を持続的に増幅できる系の構築を試みる。すな

することで、効率的に栄養素を利用できるようになっ

わち光エネルギーを駆動源として藻類が動物細胞に必た。さらに藻類が、動物細胞が排出するアンモニアを要な酸素・栄養素やビタミン類を供給し、また動物細利用しアミノ酸合成をすることも確認された。さらに胞がそれらを利用し、藻類に必要な二酸化炭素・アン

生化学的手法および最適化した藻類を用いることで、モニアなどを産生するという、省リソースかつコンパ

光エネルギーで藻類が合成したグルコース・アミノ

クトな食糧・タンパク質生産システムの確立を目指

酸・ビタミン等の栄養素を動物細胞に供給可能であるす。このリサイクル型共培養系の確立で太陽光あるいことも示した。これらの結果は藻類と動物細胞の間では室内灯の光エネルギーで藻類・動物細胞は増殖を続

酸素・二酸化炭素・アンモニア・栄養素をリサイクル

け、宇宙空間あるいは地上において持続的に安定したし得ることを示している（図１）。

食糧用タンパク質の地産地消が可能となる。
【研究実施項目】①共培養に最適な藻類・動物細胞の選択②最適な藻類・動物細胞共培養系の樹立③藻類が産生した栄養素・ビタミン類の効率的排出方法の樹立

本共培養システムは宇宙での省リソース・省スペー④事業化を目指し最適な細胞タンパク質源作製条件のスでの食料生産システムにも応用可能であり、宇宙ス

検討

テーションや月面基地での食料の地産地消の実現につ⑤宇宙利用を想定したシステム検討

ながるものと期待される（図２）光コンパクトな
藻類・動物細胞共培養
リサイクルシステム
培地成分
加工
（組織化）

廃棄物処理

食料

排泄物

2

O

加工
（組織化）

2

CO
NH

2

食料

排水

3

O

2

「食べる」

CO

植物

藻類
技術革新
栄養素の利用

廃棄物

ヒト

飲料水

置換

CO

2

ガス処理

O

2

排水
水処理

置換

培地用水
動物細胞

家畜

図２．宇宙における物質循環システムのイメージ図※酸素を利用しない嫌気呼吸では１モルのグルコースから２モルのATP（生物の生存に必要な生体のエネルギー通貨）が生産されるのに対し、好気呼吸では酸素を利用すること
でグルコースを二酸化炭素と水に完全分解し、約30モルのATPが生産される。

2021年度事業概要

145

第５回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2020年1月～ 2021年３月

チャレンジ研究

極低温環境における単結晶Cu-Al-Mn形状記憶合金の駆動特性

機関名：国立大学法人東海国立大学機構名古屋大学、国立大学法人東北大学、学校法人日本大学
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

本研究では、単結晶Cu-Al-Mn 形状記憶合金の極低①月面の最低温度である-170℃近傍の形状記憶効果

温駆動の実現可能性を実証することを目的とする。

を得るため、高Mn組成域における変態温度の組成

具体的には、

依存性を調査し、-170℃近傍で形状記憶効果を発

１．最低-240℃程度までの温度域における極低温現させるための最適組成を決定する。
②上記の組成における形状記憶効果について、一定荷駆動の実現可能性実証。
２．最低-120℃程度までの極低温域における熱駆重下で温度を変化させたときの変位を測定し、低温域における熱駆動型形状記憶効果を実証する。ま動機構の実現可能性実証。
本研究を通して極低温駆動の実現可能性を実証できた、様々な荷重で試験を行い、応力と回復歪量の関れば、今後、極低温環境下で利用可能な軽量かつ大駆係を調査し、形状記憶効果による極低温域駆動の基

動エネルギーのアクチュエータ材料として、宇宙と地

礎特性を明らかにする。

上の両方で様々な応用展開が可能になる。

③様々な結晶方位を持つ合金棒を対象として、一定応力を与えて0℃から-120℃程度の低温域で温度を変化させた時の伸びの変化を調べる。また、各温度で超弾性特性を調べる実験を行い、合金の熱駆動特性の結晶方位依存性を調べる。
④ヒートスイッチへの応用を例にして、CAM合金と線形バネを並列に配置する熱駆動機構を試作し、最低-120℃程度の極低温域における駆動の実現性を実証を行う。極低温域では様々な要因で非線形性が発生することも考えられるため、これらの非線形の発生の有無の確認や要因の考察も検討する。

試作した熱駆動機構（機械式ヒートスイッチ）

146

2021年度事業概要

第５回RFP研究
テーマ名

2020年１月～ 2021年３月

チャレンジ研究

医学・宇宙応用を目指した超高解像3Dイメージング手法の開発

機関名：北海道大学、新潟大学
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

本研究は、月・火星の地中にデジタルに潜入・探査

本研究は、月・火星の地中にデジタルに潜入・探査

でき、地上においては医学分野に応用可能なイメージ

でき、地上においては医学分野に応用可能なイメージング技術の開発を目指している。具体的には、１）破ング技術の開発を目指した（図）。研究の結果、まず、壊分析型トモグラフィー装置の超高分解能化、２）大①トモグラフィ装置の高解像化と②約10TBにおよぶ

規模画像データの連続・安定的取得、３）大規模並列

大規模画像データの連続・安定的取得に成功した。こコンピューティングによる画像解析手法の確立、４）

れらの技術を隕石に応用して内部の可視化と３D化に

特殊加工実験による地中探査基礎技術開発、５）特殊も成功した。

試料作成技術による医学イメージング分野への貢献を目標としている。

本研究で得られる画像データは、大規模なものでありラボレベルの計算資源では解析することができない。そこで、スパコンを用いた大規模並列コンピュー
ティングによるレンダリングパイプラインを開発し、③１兆ボクセルの可視化に成功した。最後に④宇宙応用を目指した無水状態での連続画像取得とレンダリン
グと④医学応用を目指した脳標本の細胞レベルでのイメージングも達成した。

2021年度事業概要

147

第６回RFP研究テーマ概要

研究
テーマ名

2020年12月～継続中

チャレンジ研究

外皮と床が即時展開されるベースキャンプ(構造物）とその内部緑化空間の構築

機関名：東京大学、プランツラボラトリー株式会社、株式会社矢嶋
プロジェクト概要
【目的】

【内容】

内気圧によって「外皮と床骨組」が「即時同時に」展開するベースキャンプ（構造物）を開発する。
過酷環境（月惑星、砂漠、熱帯、寒冷帯）探査に際

Ⅰ：外皮と床骨組を同時に折り畳む幾何学形状の検討
・構造計算、シミュレーションとモックアップによる形状と展開機構を実施中。

して、最初の足掛かりとなるベースキャンプに求めら

・S=1:10モックアップによる展開試験に成功

れるのは、
「素早く」
「大きな」
「気密空間」を確保する・展開しても裂けない金属板の折り畳みに成功ことです。たとえば、月面への乗り込みと同時に与圧・スケールアップしたモックアップを作成中された大空間が即時に確保されれば、その後のすべての作業はたいへん容易なものとなります。3Dプリン
トや地中埋設による構造物の準備を行うためにも、まずは拠点となるベースキャンプが必要です。

Ⅱ：ディンプル加工による外皮軽量化等の検討
・外皮金属板にディンプル加工を施すことによる外皮の軽量化と力学性能の改善について検証中。

本プロジェクトでは、折り畳みと即時展開が可能な・ディンプル加工を施すことにより、外皮展開時の剛強で軽量な金属外皮、及び、その外皮と同時に展開

応力分布を制御し、飛び移り座屈を誘発することする床骨組について、構造と展開機構を検討します。

で展開時の挙動を制御できる目途を得た。

関連して、ベースキャンプ内の狭隘な部分を緑化エリアとして有効活用するため、光環境や高密度配置な

Ⅲ：狭隘部緑化のための光環境と植生密度の検討

どの栽培方法についても検討を行います。遠くない将・内部緑化に関する建築空間計画を作成

来、月・惑星における長期滞在を目指す場合、水循・紫外線の植物生育への影響、および、植物の高密環・空気再生・食糧循環などのために植物との共生を度栽培と二酸化炭素吸収効率について検証中。

考えることが、ますます重要になると考えます。

図１：形状の最適化

図２：内部緑化区間の検討

図４：1/10モデル展開

図３：部分モデル
図５：ディンプルによる剛性
・強度と展開挙動の制御

図6：構造計算148

2021年度事業概要

第６回RFP

2021年1月～継続中

チャレンジ研究

研究
テーマ名 「アルミニウム－水」ハイブリッド燃焼を用いた推進系の開発
機関名：東北大学、東京大学、株式会社PaleBlue
プロジェクト概要【目的】
本研究では、月面上で採取可能なアルミニウムと水【内容】①アルミニウム-水の反応の月面利用に関する最適パを推進剤としたハイブリッドロケット推進を新たに提ラメタの検討と予備実験：唱する。従来から検討されてきた月面での推薬生成プ

アルミニウム-水が、月面上の推薬になるように最ラント構想では、月面のレゴリスから水を取得し、電適パラメタの検討を進める。燃料形状および酸化

気分解によって酸素および水素を取り出し液化するこ剤供給系を、先行研究結果をもとに最適値の検討とで、その場の資源を利用した液体酸素・液体水素ロを行う。

ケットの実現を目指している。こうした手法は燃焼効率の良いロケットエンジンを得ることができる反面、②アルミニウムと水の燃焼特性の解明：

極低温の水素を扱う必要があるなど、プラントの実現

燃焼開始条件を明らかにする。燃焼速度（燃料後に向けてはハードルがあった。本提案では、液体の水退速度）を決定するパラメタを明らかにし、後退を酸化剤とし、レゴリスの中に存在し機材として多く特性を明らかにする。

使用するアルミニウムを燃料とした、アルミニウム水ハイブリッドロケットを提案し、世界的に類のない革新的な推進系の開発を目指す。

③理論計算によるミッション提案とステップアップに向けての検討：
燃料後退特性から理論計算を行い、ミッション提案を行う。

2021年度事業概要

149

2018年４月～ 2021年３月

共同研究
研究テーマ概要

研究
テーマ名

全天球カメラの宇宙利用

機関名：株式会社リコー
プロジェクト概要
【目的】

【成果】

全天球カメラを宇宙で利用するための耐宇宙環境性を評価し、実際に軌道上にて宇宙実証実験を行う。
近年、小型で360°全天球の視野を持つカメラの技術が進歩し、小さなリソースで多くの視覚情報を得ることが可能となった。

THETA S™を宇宙環境でも耐えられるように、筐体をアルミで新たに製作し、熱真空環境や宇宙線環境に強くするための方策を内部に施した。
振動試験、熱真空試験、耐宇宙線（放射線）試験を実施し、耐宇宙環境性を評価、国際宇宙ステーション

宇宙探査イノベーションハブでは2015年当初、国内で最も小型な全天球カメラTHETA S™に着目し、の軌道で１年程度は耐えることができることを確認。
宇宙用全天球カメラを開発した（図１）。

宇宙ミッション、とりわけリソース制約の厳しい探査

宇宙用全天球カメラはSOLISSのモニタカメラとしミッションに利用できないか検討を始めた。大きさ約て組み込まれ、2019年９月25日に「こうのとり８号

12cm程度、重さ約125gのカメラで全天球全ての視機」にて打ち上げられ、９月28日に国際宇宙ステー

野の画像を撮れるのは非常に魅力的であった。

ションに届けられた。

打ち上げロケットの耐振動性など、基礎的な耐環境

翌10月より、日本実験モジュール「きぼう」の曝性試験による評価を進め、2018年よりRICOHと共同

露部に取り付けられ、軌道上実験を開始。宇宙での全研究に関する覚書を締結し、小型光通信技術軌道上実

天球撮像に成功した（図２）。

験装置（SOLISS）のモニタカメラとして軌道上実証するための共同開発を開始した。

2020年５月まで軌道上実験が続けられ、2021年２月に地球に帰還した。軌道上で撮り溜めた画像データ

本研究では、小型の全天球カメラTHETA S™を宇宙で利用するためのモデルに開発し、国際宇宙ステーションのi-SEEP上で軌道上実証することを目的とする。

を取り出し、こうのとり８号機をISSから切り離す瞬間など貴重なデータを取得することができた。
現在、将来ミッションに応用するために軌道上実証
後の評価を行っている。

図1 宇宙用全天球カメラ
SOLISSのモニタカメラとして組み付けられた状態

150

2021年度事業概要

図2 軌道上で撮像した全天球画像例

図 3 軌道上実証後のモニタカメラ

2017年８月～継続中

共同研究
研究
テーマ名

小型プラズマ源による真空下の除電技術の検証

機関名：春日電機株式会社
プロジェクト概要
【目的】

【内容】

宇宙探査では、月面や小惑星表面に存在するダスト

JAXAは図１に示す「はやぶさ２」のイオンエンジ（微粒子）が機器に付着すると故障や機器能力の低下

ン中和器に用いたマイクロ波プラズマ源を真空下でのを招くため、JAXAはダスト制御の一環として真空中除電器として用いることを提案し、本プラズマ源の除での帯電問題を取り扱ってきた。また春日電機(株)で電能力の評価を行うため、春日電機㈱と2017年8月には、真空プロセスを用いる産業機械において、製造品共同研究契約を締結した。

上で発生する真空中での帯電（放電やダスト付着を引

JAXAは小型プラズマ源の技術の提供と除電器に適き起こし、製品歩留まり低下の原因となる）を抑制す

したプラズマ源の開発を行い、春日電機は除電技術にるために、真空下で作動する除電器が求められた。

関する知見と真空中での除電能力の測定技術の提供をそこで、小惑星探査機「はやぶさ」、「はやぶさ２」行った。

のイオンエンジン技術を応用し、地上技術転用（スピ本共同研究により、開発した除電器は、紫外線イオ

ンオフ）として共同研究の成果のもと、春日電機が地

ナイザーなどの従来の真空除電技術に対して100倍以上転用した「マイクロ波プラズマ除電処理システム」

上の速度で正または負に帯電した物体を除電できるこを開発した。

とを示した。この成果を用いて、春日電機は地上転用
として図２に示すマイクロ波プラズマ除電処理システ
ムを開発した。

図１

試験中のイオンエンジン中和器の写真

図２

春日電機㈱が開発したマイクロ波
プラズマ除電処理システム

本除電技術は、マイクロ波プラズマ源を真空槽に設置し、生成したプラズマ中の正イオンまたは電子により帯電した物体を受動的に除電するものである。本プラズマ源は質量や大きさ、電力制限の厳しい宇宙機で用いるため、小型で高真空下でも動作することを特徴とする。また大気暴露に制限のなく取り扱いが容易なマイクロ波放電式プラズマ源を用いていており、長時間作動させるイオンエンジンの特性上5万時間以上の動作試験をクリアしている。
今後JAXAでは本成果を用いて静電気による真空下でのダスト制御の研究を進める。
春日電機㈱では今後、国内外に高機能フィルム材の真空蒸着装置をはじめとした様々な高真空産業機器用の除電器として、本システムの販売を行う予定である。

2021年度事業概要

151

参

考

採択一覧
課題解決型 Solution Creating Research
継続中の研究テーマ
2016年採択
回
第２回
ＲＦＰ

No

研究分野

分野

研究テーマ

2s-3

実施機関

超高感度距離画像センサの開発
超高感度二次元同時距離計測センサの開発

浜松ホトニクス株式会社

次世代情報通信用高機能探査レーダの研究
高機能化マリンレーダーの開発

株式会社光電製作所

4s-1

分散協調システムの構築
複数小型ロボットを用いた確率的環境探査システム

株式会社竹中工務店、中央大学

4s-7

革新的燃料電池技術の実現
スケーラブル完全孤立系燃料電池の研究開発

三菱重工業株式会社
海洋研究開発機構

5s-1

超軽量移動体の研究開発
多種類の揮発性物質に対する高感度・高精度な可搬型ガスクロマトグラフの開発

ボールウェーブ株式会社

6s-1

建設機械のいなし・ならい挙動の実現
力制御機能を有した建設機械の研究開発

ヤンマーホールディングス株式会社

6s-2

自動制御のための位置計測・推定技術
カメラ可視光通信を用いた非GNSS利用広域高精度測位

カシオ計算機株式会社

6s-3

小型・可搬型の地下水分センサ
宇宙使用も視野に入れた土木建築での活用を目指す次世代型の中性子水モニタの開発

理化学研究所、聖マリアンナ医科大学、立命館大学
ソイルアンドロックエンジニアリング株式会社
量子科学技術研究開発機構

6s-4

大気中及び閉鎖空間における低濃度CO2の高効率な回収・貯蔵・利用技術の開発
有人宇宙探査のための低濃度CO2の低コスト分離・濃縮・貯蔵・利用装置の開発

株式会社日本炭素循環ラボ
九州大学

6s-5

資源循環社会に向けた自立循環型水耕栽培システム
閉鎖型生物残渣高速液化技術と環境浄化型養液栽培技術の確立

デリカフーズ株式会社、
株式会社メディカル青果物研究所、
菱熱工業株式会社、産業技術総合研究所、千葉大学

6s-6

セミドライフォグ水耕栽培システムにおける噴霧制御の自動化
セミドライフォグ栽培システムにおける噴霧制御の自動化

株式会社いけうち、中村牧場合同会社
大阪府立大学

共通技術

第４回
ＲＦＰ

2018年採択
4s-6

共通技術

第４回ＲＦＰ2019年採択
広域未踏峰探査技術

第５回
ＲＦＰ

共通技術
地産・地消型分野

2020年採択
自動・自律型探査技術
第６回ＲＦＰ

自動・自律型探査技術
地産地消型分野
地産地消型分野
地産地消型分野
地産地消型分野

共同研究が終了した研究テーマ
2016年採択
1s-1

次世代アクチュエータの研究開発
パワー密度が世界最高の小型アクチュエータの開発

新明和工業株式会社、大分大学
茨城大学、日本文理大学、静岡大学

1s-2

次世代アクチュエータの研究開発
次世代アクチュエータ用超小型高精度絶対角度センサ変調レゾルバの開発

エクストコム株式会社

1s-3

次世代アクチュエータの研究開発
医療福祉機器向け小型高トルクアクチュエータの開発

株式会社安川電機

1s-4

次世代アクチュエータの研究開発
超高出力密度を実現する流体系スマートアクチュエータシステムの開発と実用化検討

株式会社明治ゴム化成、中央大学

1s-5

次世代アクチュエータの研究開発
マルチステータ型耐環境高効率電磁モータの研究

アダマンド並木精密宝石株式会社

1s-6

拠点建設を実現する遠隔施工システム
遠隔操作と自動制御の協調による遠隔施工システムの実現

鹿島建設株式会社、芝浦工業大学
電気通信大学、京都大学

1s-7

軽量化建機
超軽量建機アタッチメントおよびブーム等の開発および実地検証

株式会社タグチ工業、東京農工大学

1s-8

水氷のセンシング技術の研究
小型２次元イメージング分光器の開発による水氷センシング技術の研究

株式会社センテンシア、大阪大学

1s-9

月面における建設資材の現地生産技術
液体を使わない建設資材の現地生産技術の研究

東急建設株式会社
東京都市大学、日東製網株式会社

1s-10

月面における建設資材の現地生産技術
現地資源からの建設資材の製造システム

三菱マテリアル株式会社、北海道大学、山口大学
株式会社大林組、有人宇宙システム株式会社
株式会社 IHI、株式会社 IHI エアロスペース

1s-11

移動体搭載用の燃料再生可能な燃料電池システム
移動体搭載用の燃料再生可能な燃料電池システム用超高圧複合容器製造技術

中国工業株式会社、九州工業大学
産業技術総合研究所

1s-12

革新的蓄電池技術の実現
全固体リチウムイオン二次電池の開発

日立造船株式会社

1s-13

低コスト半導体アンプの開発
固体化マリンレーダーの開発

株式会社光電製作所
株式会社東洋技術工業

1s-14

長距離光通信モデムの開発
長距離空間光通信を実現する光通信モジュールに関する研究

ソニー株式会社

広域未踏峰探査技術
広域未踏峰探査技術
広域未踏峰探査技術
広域未踏峰探査技術
広域未踏峰探査技術
第１回ＲＦＰ

自動・自律型探査技術
自動・自律型探査技術
地産・地消型分野
地産・地消型分野
地産・地消型分野
共通技術
共通技術
共通技術
共通技術

154

2021年度事業概要

No

研究分野

分野

研究テーマ

回

実施機関

第２回ＲＦＰ

2s-1

高感度・高精度ガスセンサ
ガス中微量水分計の小型・軽量・ロバスト化技術の研究

神栄テクノロジー株式会社、産業技術総合研究所
大阪大学、茨城大学、鹿児島大学

2s-2

水の効率的な分離技術
マイクロ波凍結乾燥技術（氷から水をつくる技術）

マイクロ波化学株式会社
東京工業大学

3s-1

次世代アクチュエータの研究開発（加速テーマ）
小型・軽量化のためのMHz帯駆動DC-DCコンバータの先進要素開発

株式会社イチカワ、信州大学
大阪大学

3s-2

遠隔・自動施工可能な軽量建機システム
遠隔操作およびアタッチメントの自動脱着可能な軽量建機システムの開発と実地検証

株式会社タグチ工業、東京農工大学

3s-3

拠点構造物の建築・拡張・維持の省力化
持続可能な新たな住宅システムの構築

株式会社ミサワホーム
株式会社ミサワホーム総合研究所
国立極地研究所

3s-4

アースオーガ掘削情報による地盤推定のシステム化検討
アースオーガ掘削情報による地盤推定のシステム化検討

日特建設株式会社、立命館大学

3s-5

次世代太陽電池デバイスの実現
高効率・低コスト・軽量薄膜ペロブスカイト太陽電池デバイスの高耐久化開発

桐蔭横浜大学、兵庫県立大学、紀州技研工業株式会社
ペクセル・テクノロジーズ株式会社、株式会社リコー

4s-2

分散協調システムの構築
分散協調型ロボットによる製造工場等の物品供給システムの開発研究

JOHNAN 株式会社、京都大学

4s-3

分散協調システムの構築
群 AGV（Automated Guided Vehicle）の開発

株式会社コガネイ、東京電機大学

4s-4

流体系スマートアクチュエータ（人工筋肉）の産業利用に向けた研究
空気圧人工筋肉を用いた蠕動運動による連続捏和・搬送技術の実用化検討

株式会社ソラリス、中央大学、
株式会社ブリヂストン、法政大学、東京電機大学

4s-5

構造物の自動運搬・設置技術
林業機械システムの自動化による省力化の研究について

株式会社熊谷組、住友林業株式会社、
光洋機械産業株式会社、株式会社加藤製作所

地産・地消型分野
地産・地消型分野

2017年採択
広域未踏峰探査技術
第３回ＲＦＰ

自動・自律型探査技術
自動・自律型探査技術
自動・自律型探査技術
共通技術

2018年採択
第４回ＲＦＰ

広域未踏峰探査技術
広域未踏峰探査技術
広域未踏峰探査技術
自動・自律型探査技術

アイデア型 Ideas Incubating research
継続中の研究テーマ
第５回
ＲＦＰ

2020年採択
オフロード車両の自動運転システム
5i-2
自動・自律型探査技術 電動駆動制御による砂地走破性の向上

日産自動車株式会社

第６回ＲＦＰ

6i-7
広域未踏峰探査技術

移動ローバの動的経路計画のためのSLAM技術の研究
路面情報に基づくSLAM技術と動的経路生成のための組込実装技術の研究

三菱電機株式会社

6i-8
広域未踏峰探査技術

小型ロボットを用いた到達困難な領域からの新しい物質採取手法の研究
不定形物質サンプルの複段採取を実現するトーラス型分収納ハンド機構の開発

東北大学、株式会社小野電機製作所

6i-9
広域未踏峰探査技術

軽量かつ展開・収納可能な機構の研究
月面有人与圧ローバ用太陽電池パドル及びアンテナへの適用を想定した扇子型展開機構による軽量かつ再収納可能な展開機構の研究

株式会社テクノソルバ、
オリガミ・イーティーエス合同会社

6i-10
広域未踏峰探査技術

軽量かつ高強度な繊維電線の研究
従来の金属線からなる信号用電線（アルミ電線）を軽量化かつ高強度とする繊維電線の研究

株式会社KANZACC、古河電気工業株式会社
福井県工業技術センター

6i-13
地産地消型探査技術

新たな3Dプリンティング技術
レーザー加熱による土質材料の有効利用に関する研究

公益財団法人レーザー技術総合研究所
大阪大学、株式会社大林組

6i-14
地産地消型探査技術

現地の資源や不要物を効果的に利用するプロセス技術
バイオベースCFRPと真空対応型ケミカルリサイクルシステムの開発

京都府立大学
森林研究・整備機構 森林総合研究所

6i-15
地産地消型探査技術

現地資源や不要物質を用いた放射線遮蔽材料
宇宙線に対し高い遮蔽能を有する “特殊” BASHFIBER®（及び繊維構造体）の開発

新日本繊維株式会社、量子科学技術研究開発機構（QST）、
伊藤忠商事株式会社、住友商事株式会社

6i-16
地産地消型探査技術

水資源リサイクルのための殺菌技術
養液ゼロエミッション型水耕栽培システムの実現に資するパルス電界印加法を応用した殺菌技術の開発

北里大学、大分工業高等専門学校

植物工場に使用する養液の自動殺菌およびその技術を組み込んだ養液再生システムの研究

島根大学、関西電力株式会社
株式会社米子シンコー

6i-18
地産地消型探査技術

持続的かつ地産地消型の食料生産を目指した藻類等・動物細胞リサイクル培養システムの構築
持続的・地産地消型の食料生産を目指した「藻類・動物細胞リサイクル培養システム」の構築

東京女子医科大学、
インテグリカルチャー株式会社

6i-19
地産地消型探査技術

CO2の高度利用に資する電気化学的アミノ酸合成プロセスの研究
CO2を炭素源とする電気化学的アミノ酸合成プロセスの開拓

九州大学
株式会社ナノメンブレン

6i-20
地産地消型探査技術

デュアルコム分光による多成分ガスの高精度・リアルタイム分析技術の開発
次世代分光技術デュアルコム分光による多成分ガスの高精度・リアルタイム分析技術の開発

産業技術総合研究所
ネオアーク株式会社

6i-21
共通技術

宇宙トイレにおける便の集結・移送技術に関する研究
宇宙トイレのための蠕動ポンプを用いた革新的混合搬送・処理システムの開発

中央大学

6i-22
共通技術

艤装性に優れた高性能MLI技術
艤装性に優れた液体水素貯蔵タンク等向けMLIの高性能化

栃木カネカ株式会社、株式会社カネカ
三菱重工業株式会社、大成建設株式会社

2021年度事業概要

155

回

No

研究分野

分野

研究テーマ

実施機関

第６回ＲＦＰ

6i-23
共通技術

推薬液化エネルギーを低減する冷凍技術の研究開発
推薬液化エネルギーを低減する磁気冷凍技術の研究開発

物質・材料研究機構、株式会社ispace
住友商事株式会社、高砂熱学工業株式会社

6i-24
共通技術

ボイルオフガスおよび冷凍機の活用による推薬貯蔵システム効率向上化の研究
高効率熱交換チューブとボイルオフガス/冷凍機ループによるタンク冷却システム

東海国立大学機構

6i-25
共通技術

液化水素流量計測技術
液化水素流量計測技術の開発

岩谷産業株式会社

6i-26
共通技術

複合材等による液体酸素、液体水素貯蔵系の軽量化
薄膜ニッケル電気めっきを施した複合材による液体水素、液体酸素貯蔵系の軽量化

株式会社 IST

6i-27
共通技術

革新的熱輸送部材の実現
高結晶性グラファイトを用いた熱輸送部材の開発

パナソニック株式会社

6i-28
共通技術

高性能光学新規材料の実現
宇宙環境に適合した高機能熱硬化性光学材料の最適化検証および関連光学部品の開発

吉川化成株式会社

6i-29
共通技術

効率的な滅菌、除染のための基盤技術の確立
可搬型大気圧プラズマ表面消毒装置の開発とその効果を簡便に目視判定する新しいバイオロジカルインジケータの提案

九州大学

人と環境とに完全に安全無害な高速低温酸素プラズマ滅菌

株式会社ウドノ医機、九州大学
佐賀大学

6i-30
共通技術

革新的水電解技術の実現
沸騰連結効果の最大化 ～高効率水電解に向けて～

九州大学

6i-31
共通技術

持続可能な防塵または除塵性能を有する機構または表面の研究
持続可能な防塵または除塵性能を有する機構または表面の研究

株式会社ニデック

6i-32
共通技術

ワイヤレス通信・センサハーベスタによる搭載用超小型集積化アレーアンテナの研究
月面洞窟内作業ロボットへのワイヤレス通信・無線電力伝送用超小型集積化アレーアンテナに適応するGaN整流素子の開発

名古屋工業大学、メトロール

6i-33
民生ロボット技術

有人月面探査に向けたマニピュレーション技術
環境との衝突・接触を許容できる遠隔操縦ロボットによる器用作業の研究

株式会社本田技術研究所

名古屋大学

共同研究が終了した研究テーマ
2016年採択
1i-1

昆虫ロボットの研究開発
地中・地表面探査を目的とした昆虫タイプ小型移動ロボット

中央大学
プログレス・テクノロジーズ株式会社

1i-2

昆虫ロボットの研究開発
不整地を歩行・跳躍探査する昆虫型ロボットのプロトタイプ開発

株式会社iSpace、東北大学

1i-3

昆虫ロボットの研究開発
小型ロボット技術 制御技術

株式会社タカラトミー

1i-4

分散協調システムの研究
複数の非駆動型探査機のフォーメーション制御による高効率・低コスト広域探査技術

東北大学

1i-5

分散協調システムの研究
超分散ロボット群による三角測量に基づく自己位置推定と地図生成

会津大学

1i-6

環境適応型ロボットの知能化研究
環境適応型不整地自律走行プラットフォームの研究株式会社竹中工務店
株式会社竹中土木

1i-7

環境適応型ロボットの知能化研究
RT ソリューション技術に基づく合体変形型移動ロボットの環境認識移動知能化技術の研究開発

東京大学、THK株式会社

1i-8

地盤推定手法の確立
スクリュードライビングサウンディング(SDS)による月面地盤調査技術の確立

東京都市大学、ジャパンホームシールド株式会社
日東精工株式会社、東急建設株式会社

1i-9

地盤推定手法の確立
アースオーガによる地盤掘削時の施工情報を利用した地盤定数推定法

立命館大学、日特建設株式会社

1i-10

自重に依存しない締固め手法の研究
締固め困難材料に対する振動等を用いた効果的な締固め方法と走行安定性の検証

酒井重工業株式会社

1i-11

資源利用プロセス技術の研究
土砂や火山灰の形成技術

モルタルマジック株式会社

1i-12

資源利用プロセス技術の研究
火成岩あるいは粘土鉱物を主体とする土質材料からの建設材料の作製

株式会社大林組

1i-13

資源利用プロセス技術の研究
月土壌の水素還元システムの構築 －低品位原料の工業的利用を目指して－九州大学、若狭湾エネルギー研究センター
ヒロセ・ユニエンス株式会社

1i-14

資源利用プロセス技術の研究
プラズマ・触媒ナノ粒子複合反応場によるCO2資源化技術の開発

九州大学

1i-15

革新的移動機構を備えた共通台車の設計
多目的全方向移動クローラー共通台車の設計

トピー工業株式会社、福井大学
有人宇宙システム株式会社、東北大学

2i-1

小型UAVの基本性能の解明
大型マルチロータ機のコンパクト化の研究

ヤンマー株式会社、大阪府立大学
名古屋大学

2i-2

構造物の無人による建築技術
建築分野の無人化施工に関するシステム検討

清水建設株式会社

広域未踏峰探査技術
広域未踏峰探査技術
広域未踏峰探査技術
広域未踏峰探査技術
広域未踏峰探査技術
広域未踏峰探査技術
第１回ＲＦＰ

広域未踏峰探査技術
自動・自律型探査技術
自動・自律型探査技術
自動・自律型探査技術
地産・地消型分野
地産・地消型分野
地産・地消型分野
地産・地消型分野
共通技術

第２回
ＲＦＰ

広域未踏峰探査技術
自動・自律型探査技術

156

2021年度事業概要

回

No

研究分野

分野

研究テーマ

実施機関

第２回ＲＦＰ

2i-3

株式会社ロータスマテリアル研究
2i-3
様々な衝突衝撃緩和のための軽量衝撃吸収構造材の開発
様々な衝突衝撃緩和のための軽量衝撃吸収構造材の開発株式会社ロータスマテリアル研究所
共通技術
マルチスケール構造制御による最適設計可能な衝撃吸収金属材料の理論構築と実用化検討
マルチスケール構造制御による最適設計可能な衝撃吸収金属材料の理論構築と実用化検討

2i-4

2i-4
様々な衝突衝撃緩和のための軽量衝撃吸収構造材の開発
様々な衝突衝撃緩和のための軽量衝撃吸収構造材の開発名古屋大学
共通技術
ポーラスAlの気孔構造制御による軽量衝撃吸収材料の開発
ポーラスAlの気孔構造制御による軽量衝撃吸収材料の開発

2i-5

名古屋大学、株式会社LIXIL
名古屋大学、株式会社LIXIL
2i-5
極低温液化ガスの長期保存のための真空多層断熱材の研究開発
極低温液化ガスの長期保存のための真空多層断熱材の研究開発
共通技術
株式会社名城ナノカーボン
株式会社名城ナノカーボン
カーボンナノチューブ/シリカ多孔体コンポジット材料による軽量断熱材料の開発
カーボンナノチューブ/シリカ多孔体コンポジット材料による軽量断熱材料の開発

2i-6

有限会社オービタルエンジニアリング
有限会社オービタルエンジニアリン
2i-6
極低温液化ガスの長期保存のための真空多層断熱材の研究開発
極低温液化ガスの長期保存のための真空多層断熱材の研究開発
共通技術
極低温領域を想定した高性能断熱材および軽量な真空断熱構造の開発
極低温領域を想定した高性能断熱材および軽量な真空断熱構造の開発

共通技術
共通技術
共通技術
共通技術

名古屋大学

2017年採択
3i-1

東北大学、日本大学
3i-1
環境探査システムの構築
環境探査システムの構築
フィールドのエネルギを利用した超低消費エネルギ型環境探査モニタリングシステム
フィールドのエネルギを利用した超低消費エネルギ型環境探査モニタリングシステム
広域未踏峰探査技術

3i-2

中央大学
中央大学
3i-2
環境探査システムの構築
環境探査システムの構築
異種・複数小型ロボットを用いた確率的領域誘導による環境探査システムと要素技術の検討
異種・複数小型ロボットを用いた確率的領域誘導による環境探査システムと要素技術の検討
プログレス・テクノロジーズ株式会社
プログレス・テクノロジーズ株式会
広域未踏峰探査技術

3i-3

株式会社アイヴィス
株式会社アイヴィス
3i-3
探査ロボットのための画像による自己位置推定と環境地図作成技術の研究
探査ロボットのための画像による自己位置推定と環境地図作成技術の研究
超高感度マルチカメラや深層学習を利用した高付加価値vSLAM技術の研究開発
超高感度マルチカメラや深層学習を利用した高付加価値vSLAM技術の研究開発
株式会社ビュープラス 株式会社ビュープラス
広域未踏峰探査技術

広域未踏峰探査技術

3i-4

株式会社コンセプト
3i-4
探査ロボットのための画像による自己位置推定と環境地図作成技術の研究
探査ロボットのための画像による自己位置推定と環境地図作成技術の研究
テクスチャレスシーンのためのロバストなVisual
テクスチャレスシーンのためのロバストなVisual
SLAMの研究
SLAMの研究株式会社モルフォ
広域未踏峰探査技術

3i-5

3i-5
自動掘削シミュレーション
自動掘削シミュレーション

広域未踏峰探査技術
広域未踏峰探査技術
広域未踏峰探査技術

第３回ＲＦＰ

効率的なバケット掘削のための地盤情報取得技術
効率的なバケット掘削のための地盤情報取得技術
自動・自律型探査技術 自動・自律型探査技術

東北大学、日本大学

株式会社コンセプト
株式会社モルフォ

東北大学、清水建設株式会社
東北大学、清水建設株式会社

Spiber株式会社
3i-6
3i-6
植物生産へ適用可能なタンパク質素材の開発
植物生産へ適用可能なタンパク質素材の開発
植物生産へ適用可能な高性能人工構造タンパク質素材の開発
植物生産へ適用可能な高性能人工構造タンパク質素材の開発
地産・地消型探査技術 地産・地消型探査技術

Spiber株式会社

株式会社竹中工務店、キリン株式会社
株式会社竹中工務店、キリン株式会
3i-7
3i-7
月面農場を想定した新しい農作物の栽培実証
月面農場を想定した新しい農作物の栽培実証
袋培養技術を活用した病虫害フリーでかつ緊急時バックアップも可能な農場システムの研究
袋培養技術を活用した病虫害フリーでかつ緊急時バックアップも可能な農場システムの研究
千葉大学、東京理科大学千葉大学、東京理科大学
地産・地消型探査技術 地産・地消型探査技術
九州大学、ケニックス株式会社
九州大学、ケニックス株式会社
3i-8
3i-8
月面農場を想定した新しい農作物の栽培実証
月面農場を想定した新しい農作物の栽培実証
穀物増産を実現する種子へのプラズマ大量処理技術開発
穀物増産を実現する種子へのプラズマ大量処理技術開発
地産・地消型探査技術 地産・地消型探査技術
千代田化工建設株式会社千代田化工建設株式会社
3i-9
3i-9
月面農場を想定した新しい農作物の栽培実証
月面農場を想定した新しい農作物の栽培実証
月面農場における高カロリー作物栽培システムの要素技術開発
月面農場における高カロリー作物栽培システムの要素技術開発
メビオール株式会社
メビオール株式会社
地産・地消型探査技術 地産・地消型探査技術

玉川大学
玉川大学
3i-10
3i-10
月面農場を想定した新しい農作物の栽培実証
月面農場を想定した新しい農作物の栽培実証
摂食可能なジャガイモの完全閉鎖型・完全水耕型人工栽培システムの基礎検討
摂食可能なジャガイモの完全閉鎖型・完全水耕型人工栽培システムの基礎検討
パナソニック株式会社エコソリューションズ社
パナソニック株式会社エコソリューション
地産・地消型探査技術 地産・地消型探査技術

3i-11

共通技術

桐蔭横浜大学桐蔭横浜大学
3i-11
高感度放射線検出デバイスの開発
高感度放射線検出デバイスの開発
光電変換材料を用いた高感度放射線検出デバイスの開発
光電変換材料を用いた高感度放射線検出デバイスの開発ペクセル・テクノロジーズ株式会社
ペクセル・テクノロジーズ株式会
共通技術

2018年採択

第４回ＲＦＰ

4i-1
広域未踏峰探査技術

構造物の自動展開に関する研究開発
インフレータブル構造部材を用いた自動展開・収納方法の検討

清水建設株式会社、太陽工業株式会社、摂南大学

4i-2
広域未踏峰分野

構造物の自動展開に関する研究開発
ポリイミドフィルムを用いた極薄・極軽量インフレータブル構造体の検討

埼玉大学、
精電舎電子工業株式会社

4i-3
自動自律型分野

土木作業機械の知能化
ロードヘッダ／掘削機械の自律的動作を実現する AI、IoT 技術を用いた制御方式研究

株式会社三井三池製作所

4i-5
地産地消型分野

未利用資源の活用技術の研究
難還元性酸化物の水素還元システムによる機能性材料の製造

九州大学、株式会社H4、株式会社超微細科学研究所

4i-6
地産地消型分野

AM（Additive Manufacturing）技術
AM技術による舗装の構築・修復に関する研究開発

ニチレキ株式会社

4i-7
地産地消型分野

月面農場を想定したドライフォグを用いた節水型植物栽培システム
水利用効率を高めた屋内型ドライフォグ栽培システムの開発

株式会社いけうち、
大阪府立大学4i-8
地産地消型分野

穀物に頼らないコンパクトなタンパク質生産システム
食用藻類スピルリナを用いた省資源かつコンパクトなタンパク質生産システムの開発

株式会社ちとせ研究所、株式会社タベルモ、
株式会社IHIエアロスペース、藤森工業株式会社

4i-9
共通分野

高信頼性小型冷凍技術の研究
高信頼性・小型スターリング冷凍機の開発

ツインバード工業株式会社、
国士舘大学、明星大学

4i-10
共通分野

太陽電池用波長変換材料技術
太陽電池用波長変換材料の開発

パナソニック株式会社

4i-11
共通分野

センサ・エナジーハーベスタの研究
システム機器診断のための超小型ハーネスフリーセンサシステム実現の基盤研究

鹿児島大学、株式会社東洋技術工業、
株式会社ビーコンテクノロジーズ

4i-4
自動自律型分野

月面地下情報の取得
超広帯域電磁波計測による地下電気物性分布の可視化

兵庫県立大学、名古屋大学、
川崎地質株式会社、京都大学

4i-12
共通分野

センサ・エナジーハーベスタの研究
ゼーベック素子を用いたサーマルハーベスター基盤研究

アクトロニクス株式会社、センサーコントロールズ株式会社、
株式会社守谷刃物研究所

5i-8
共通技術

待機電力不要システムの研究
MTJ/CMOS Hybrid 技術による待機電力不要システム研究、及びその耐環境性試験（宇宙用途向け）

東北大学

第４回ＲＦＰ 第５回
ＲＦＰ

2019年採択

2021年度事業概要

157

2020年採択
回

No

研究分野

分野

研究テーマ

実施機関

第５回ＲＦＰ

5i-1
広域未踏峰探査技術

超軽量移動体の研究開発
広域探査および通信網確立のための羽ばたき移動体の開発

東京電機大学、千葉工業大学、
株式会社大同機械

5i-3
地産地消型探査技術

ロボット技術等を用いた高効率食料生産システム
LEDによる多段型回転式ミニトマト栽培システムおよび自動収穫ロボットの開発

銀座農園株式会社、東京工業大学、
京都大学

5i-4
地産地消型探査技術

植物残渣のリサイクル技術
人工光型植物工場に適したリサイクル可能な新規作物栽培用培地の開発

農業・食品産業技術総合研究機構
九州沖縄農業研究センター、株式会社JSP

5i-5
地産地消型探査技術

植物残渣のリサイクル技術
メタン発酵を基盤とした省スペースなクワッドジェネレーション型植物残渣リサイクルシステムの開発

大阪府立大学、
ヤンマーエネルギーシステム株式会社

5i-6
共通技術

小型・軽量・高効率・低EMC電源を実現する電源基板設計技術
小型・軽量・高効率・低EMC電源を実現する電源基板設計技術

Link T & B株式会社、
名古屋大学、愛三工業株式会社

5i-7
共通技術

小型軽量探査機に応用可能な電磁波遮蔽材料技術の研究
超軽量電磁波遮蔽材料の開発

名古屋大学、日本ゼオン株式会社、
パナソニック株式会社、山形大学

チャレンジ研究
継続中の研究テーマ
第６回ＲＦＰ

2020年採択
6c-1

外皮と床が即時展開されるベースキャンプとその内部緑化空間の構築

東京大学、プランツラボトリー株式会社
株式会社矢嶋6c-2「アルミニウム－水」ハイブリッド燃焼を用いた推進系の開発

東北大学、東京大学
株式会社Pale Blue

共同研究が終了した研究テーマ
第４回ＲＦＰ2018年採択
4c-1

閉鎖空間において生じる、心理的圧迫感やストレスの緩和に役立つ「環境香」の開発

4c-2

光エネルギーおよび省リソース「藻類・動物細胞共培養リサイクルシステム」 東京女子医科大学、
インテグリカルチャー株式会社
による持続的な食糧・タンパク質の生産

株式会社資生堂

第５回ＲＦＰ

2020年採択
5c-1

極低温環境における単結晶Cu-Al-Mn 形状記憶合金の駆動特性

名古屋大学、東北大学

5c-2

医学・宇宙応用を目指した超高解像3Dイメージング手法の開発

北海道大学、新潟大学

共同研究
継続中の研究テーマ
2017年採択

小型プラズマ源による真空下の除電技術の検証

株式会社春日電機共同研究が終了した研究テーマ
2018年採択
全天球カメラの宇宙利用

158

2021年度事業概要

株式会社リコー

共同研究参加企業・大学等（2021年10月現在）

新明和工業㈱㈱ 安 川 電 機㈱明治ゴム化成

鹿 島 建 設 ㈱センサーコントロールズ㈱エクストコム㈱アダマンド並木精密宝石㈱日 東 製 網 ㈱東 急 建 設 ㈱三菱マテリアル㈱

㈱

大

林

組

㈱守谷刃物研究所㈱タグチ工業㈱東洋技術工業

中 国 工 業 ㈱日 立 造 船 ㈱

キ

リ

ン

㈱

ソ

ニ

ー

㈱

㈱ビーコンテクノロジーズ

モルタルマジック㈱ジャパンホームシールド㈱㈱ L I X I L㈱タカラトミー

T

H

K

㈱

㈱竹中工務店

インテグリカルチャー㈱神栄テクノロジー㈱マイクロ波化学㈱㈱ 竹 中 土 木

ヒロセ・ユニエンス㈱日 東 精 工 ㈱日 特 建 設 ㈱JOHNAN㈱㈱ロータスマテリアル研究所㈱名城ナノカーボン

酒井重工業㈱清 水 建 設 ㈱トピー工業㈱㈱ ミサ ワホ ー ム
総 合 研 究 所㈱4㈱ イ チ カ ワ

ペクセル・テクノロジーズ㈱ヤ ン マ ー ㈱リ㈱ミサワホーム㈱パナソニック㈱㈱ちとせ研究所

紀州技研工業㈱㈱アイヴィス

ヤンマ ー ホ ー ル
ディング ス ㈱カシオ計算機㈱デリカフーズ㈱㈱KANZACC㈱ ソ ラ リ ス㈱ビュープラス㈱コンセプト伊藤忠商事㈱関 西 電 力 ㈱㈱カ

栃木カネカ㈱㈱ タ ベ ル モ㈱ モ ル フ ォS p i b e r ㈱㈱ コ ガ ネ イ㈱三井三池製作所

太 陽 工 業 ㈱住 友 商 事 ㈱ツインバード工業㈱ケニックス㈱メビ オール ㈱㈱ブリヂストン

パ ナソニック ㈱エコソリューションズ社

日産自動車㈱高砂熱学工業㈱ 大 同 機 械㈱光電製作所

プログレス・テクノロジーズ㈱㈱組

川 崎 地 質 ㈱㈱P

岩 谷 産 業 ㈱銀 座 農 園 ㈱精電舎電子工業㈱アクトロニクス㈱住 友 林 業 ㈱藤 森 工 業 ㈱日本ゼオン㈱大 成 建 設 ㈱クラシエ製薬㈱ボールウェーブ株㈱超微細科学研究所

光洋機械産業㈱ニ チ レ キ ㈱愛 三 工 業 ㈱㈱ ニ デ ッ ク

ポーラ化成㈱Link T&B㈱ヤンマーエネルギーシステム㈱三 菱 造 船 ㈱㈱ い け う ち

富士フイルム㈱㈱本田技術研究所

プランツラボラトリー㈱㈱嶋㈱Pale Blue㈱加藤製作所㈱

堂㈱ポーラ・オルビスHD

森 永 乳 業 ㈱㈱メトロール㈱ナノメンブレン㈱ ウドノ医 機

古河電気工業㈱浜松ホトニクス㈱有人宇宙システム㈱㈱ セン テン シ ア㈱米子シンコーネオアーク㈱㈱㈲オービタルエンジニアリング㈱IHIエアロスペース

三 菱 電 機 ㈱千代田化工建設㈱㈱日本炭素循環ラボ

中村牧場合同会社

ソイルアンドロック
エンジニアリング㈱産業技術総合研究所

大

分

大

学

㈱

I

三菱重工業㈱菱 熱 工 業 ㈱㈱メディカル青果
物 研 究 所新日本繊維㈱

茨

学

静

岡

大

学

㈱ テ クノソル バ㈱ i s p a c e

オリガミ･イーティーエス合同会社㈱小野電機製作所

吉 川 化 成 ㈱九州工業大学東北大学

北 海 道 大 学

芝浦工業大学

京学

日本文理大学

東京農工大学東京大学

立 命 館 大 学

九

学

大

阪

大

学

東京都市大学

電気通信大学

山

口

大

学

会

津

大

学

東京工業大学

大阪府立大学

中

央

大

学

福

学

名 古 屋 大 学

信

州

大

学

桐蔭横浜大学

兵庫県立大学

玉

川

大

学

千

葉

大

学

東京理科大学

若狭湾エネルギー
研 究 センター

東京電機大学

千葉工業大学高エネルギー
加速器研究機構

岐

阜

大

学

鹿 児 島 大 学

日

摂

学

埼

玉

大

学

農研機構九州沖縄
農業研究センター

日本原子力研究
開 発 機 構

近

畿

大

学

海洋研究開発機構（JAMSTEC）

東京女子医科大学

国 士 舘 大 学

明

星

大

学

山

形

大

学

理化学研究所

聖マリアンナ
医 科 大 学慶應義塾大学

神学

国立極地研究所

法

政

大

学

新

潟

大

学

北

里

大

学

大分工業高等
専 門 学 校

福井県工業技術
セ ン タ ー

レー ザ ー 総 合 技術 研 究 所京都府立大学

森林総合研究所

量子科学技術研究開発機構佐賀大学

名古屋工業大学

島

物質・材料研究機構

熊

城

谷

大

コ

資

ー

生

カ

J

I

州

ネ

S

H

大

根

非宇宙 123社

大

学

H

都

井

本

戸

大

大

大

大

大学公的機関 65機関

学

矢

南

大

宇宙実績有 13社

I

S

T

中小ベンチャー 62社

2021年度事業概要

159

参

探査ハブの他機関との連携関係構築状況

考（2021年10月現在）

大学公的機関
65
参加総数

201

非宇宙
123
企業
136

宇宙実績有
13

探査ハブ参加企業・大学等数（宇宙・非宇宙企業の割合）

北海道
1

研究課題実施場所
山形県
福井県
2
4
群馬県
2
新潟県
2
滋賀県
3

鳥取県
2
山口県
兵庫県
佐賀県 福岡県 1 島根県
10
1
8
2
京都府
6
長崎県
1
大分県
3
宮崎県
1

岩手県
1
宮城県
3
福島県
3
茨城県
8
埼玉県
4

東京都
長野県
64
愛媛県
2
岐阜県
大阪府
1
山梨県 神奈川県
広島県
1
三重県
15
1
25
2
1 愛知県
鹿児島県
静岡県
岡山県 和歌山県
7
1
3
1
1

160

2021年度事業概要

栃木県
3

千葉県
6

メディア掲載実績 （2021 年 10 月現在）
新聞掲載
秋田さきがけ2019年 １月 １日掲載

ガンダム40周年「宇宙世紀」への道のり 描かれる世界、現実味▲

朝日新聞
2018年 ３月 １日掲載 「JAXA ／探査技術、国内の力を結集」
2019年 ８月27日掲載 月面用の「住居」南極で設置実験 JAXA・ミサワ
2019年12月27日
南極で火星を疑似体験 月面基地建設を見据えた実験も2021年６月 １ 日掲載 民間の月着陸船に JAXA ロボ▲

朝日小学生新聞2019年 ５月15日掲載 「月面基地 無人で造る
2019年11月13日掲載 南極で月面基地を開発▲

茨城新聞
2019年 １月 １日掲載

JAXA と鹿島建設が研究」

未来の夢、近づく現実 月面基地いつかは実現▲

大分合同新聞2019年 ２月 ８日掲載 「最高クラスの小型モーター▲

沖縄タイムズ2019年 １月 １日掲載

JAXA 共同開発

大分、文理大が貢献」

ガンダム歴史紡ぐ 描く世界現実味▲

化学工業日報2018年10月25日掲載 ちとせグループ藻類、宇宙で食料に JAXA プロ参画
2018年10月26日掲載 「IOT 向け太陽電池 固体型 DSC や OPV」▲

河北新報
2019年 １月 １日掲載

ガンダム40年

宇宙へ発信

夢紡ぐ 未来像

自給自足、省スペース実現に近づく▲北日本新聞
2019年 １月 １日掲載 ガンダム40周年「宇宙世紀」への道のり リアルな世界観人気
2019年10月30日掲載 移動式施設 南極で検証▲

熊本日日新聞2019年 １月 １日掲載 未来へ 人類の存続思索続け ガンダム40年の光跡「宇宙世紀」時代近づく
2019年11月 １日掲載 移動式施設南極で検証 月面基地に応用も▲

建設通信新聞2017年 ９月21日掲載 「鹿島建設 / 建設機械 / 自動化技術の開発加速 / 鹿島 実験フィールドを新設」
2017年 ９月29日掲載 「竹中工務店 /「生産革命」を実現する技術」
2018年 ９月13日掲載 「JAXA 建設産業と連携活発／大林組 月・火星の原料で建設材製造
https://www.kensetsunews.com/archives/235906
2019年 １月29日掲載 林業の課題解決が宇宙で有用 架線集材システムを無人・自動化
2019年 ３月29日掲載 JAXA、鹿島、芝浦工大、電通大、京大／月面拠点建設へデモ

▲

航空新聞社
2019年12月 ６日掲載

キリン、月面農場実現へ宇宙環境近い環境で植物増殖▲

神戸新聞
2016年10月15日掲載 「神栄／ JAXA と共同研究 微量水分の計測器開発へ」
2019年 １月 １日掲載 そして未来は近づいた モビルスーツ開発、現実味
2019年10月31日掲載 月面基地念頭の居住施設、南極で検証▲

財経新聞
2019年 ３月29日掲載
2019年12月 ６日掲載

JAXA と鹿島、月での無人の拠点建設目指し自動化機械の実験実施 実現へ前進
月面農場への第一歩 キリンなどが宇宙に近い環境での植物栽培に成功

佐賀新聞
2019年 １月 １日掲載

ガンダム40周年「宇宙世紀」への道のり「モビルスーツ」「スペースコロニー」未来像描く究極エンタメ

▲
▲

産経新聞
2017年 ７月10日掲載 「竹中工務店 / 月面ロボ 工事現場に応用 竹中工務店、強度検査を自動化」
2019年 ９月 ２日掲載 リコーと JAXA、360度カメラを共同開発
2021年５月19日掲載 地上から遠隔操作 月面に構築物想定 鹿島と JAXA 実験成功▲

山陽新聞
2017年 ６月 ８日掲載 「タグチ工業 JAXA と共同開発

油圧ショベル用アーム軽量化」

信濃毎日新聞2019年 １月 １日掲載

ガンダム歴史紡ぐ時代超え40年

宇宙を生きる週刊住宅
2019年11月 ４日

ミサワホーム、ミサワ総研、JAXA、極地研と共同開発

思索の結晶 夢の未来追い掛ける現実
2020年に南極でユニット実証▲▲▲

週刊循環経済新聞
2017年 ３月13日掲載 「タグチ工業 JAXA と軽量アームを共同開発 炭素繊維強化プラなどを素材に」2019年 ２月21日「架線集材を無人化 月面での導入を目指す 光洋機械ら4社 JAXA と共同研究」▲

住宅産業新聞2019年11月 ７日掲載

南極移動基地 U 公開

住宅新報
2019年11月 ４日掲載
2019年11月 ５日掲載

ミサワホーム、ミサワ総研、JAXA、極地研と共同開発 2020年に南極でユニット実証
南極移動基地 実証実験へ ミサワホーム、ミサワ総研、JAXA、極地研の４者

上毛新聞
2019年 １月 １日掲載

ガンダム40周年「宇宙世紀」への道のり壮大な歴史 さらに モビルスーツ、月面基地 作品世界、実現近づく

千葉日報
2019年 １月 １日掲載

宇宙駆け歴史紡ぐ 描く世界

現実味

▲
▲
▲
▲

中国新聞
2016年 ２月 ３日掲載 「宇宙探査車用の燃料電池タンク－中国工業・JAXA 開発へ」▲

2021年度事業概要

161

参
考

2016年12月 ６日掲載 「中国工業／探査車用のタンク開発」
2019年 １月 １日掲載 機動戦士ガンダム40年燃え上がれ モビルスーツ・コロニー・・・時代が近づいてきた
鉄鋼新聞
2017年 ３月 ３日掲載 「タグチ工業と JAXA が共同研究 建機アーム 軽量金属製を制作」
電気新聞
2016年 ９月29日掲載 「若狭湾エネルギー研究センター／太陽炉」で月に酸素を」2016年10月12日掲載 「若狭湾エネ研などの太陽炉応用研究 月の砂から酸素／「夢」の成果に期待」
2021年 ２月 ２日掲載 月面探査車搭載繊維電線開発へ 古河電工
2021年５ 月28日掲載 鹿島 JAXA 月面拠点へ一歩 遠隔施工の見込みつく
電波新聞
2021年 ２月 ２日掲載 JAXA 宇宙探査イノベーションハブ 古河電工と KANZACC、福井県工技センター 月面有人与圧ローバ向け
高強度繊維電線研究へ
2021年 ３月20日掲載 ボールウェーブ 第三者割当増資で１億8144万円調達
東京新聞
2021年 ６ 月 20日掲載 フロンティア初＝月面作業を見据えて1000キロ先の重機遠隔操作に成功
徳島新聞
2019年 １月 １日掲載 「色あせぬ輝き40年 Gundam 人型重機の開発進む」
2019年10月30日掲載 移動式居住施設 南極で性能検証 月面有人基地に応用も長崎新聞
2019年 １月 １日「ガンダム40周年 『宇宙世紀』への道のり」
2019年 １月 １日掲載 ガンダム40年「宇宙世紀」への道のり「モビルスーツ」「スペースコロニー」未来像描く究極エンタメ
新潟日報
2018年 １月 ６日掲載 「ミサワホーム / 変わらないために、変わり続けます」
2019年 １月 １日掲載 「宇宙駆け 歴史紡ぐ ガンダム40周年「モビルスーツ」「スペースコロニー」・・・描く世界に現実味」
西日本新聞
2019年 １月 １日掲載 ガンダム40年「宇宙世紀」への道 現実がアニメに近づく
日刊建設工業新聞
2016年 ４月12日掲載 「鹿島建設 / 月・火星の有人滞在施設建設へ遠隔施工システムの研究開始」
2016年 ６月30日掲載 「東京都市大ら／月面で建設資材生産 宇宙探査へ共同研究開始」
2017年 ９月21日掲載 「鹿島建設 / 建機自動化システムの開発加速」
2019年 １月29日
熊谷組、住友林業ら４社／架線集材システムの自動化めざす／ JAXA と共同研究着手
2019年 １月30日
林業機械を自動化 JAXA と共同研究
2019年 ３月29日掲載 「JAXA、鹿島ら／無人での月面拠点建設の実現可能性を確認／共同研究成果披露」
2019年 ３月29日
JAXA、鹿島ら／無人での月面拠点建設の実現可能性を確認／共同研究成果披露
日刊建設通信新聞
2016年 ６月30日掲載 「東京都市大ら /JAXA 採択の月面研究始動 / 地上転用も模索」
日刊工業新聞2015年 ６月12日掲載 Business & Technology 21面 「JAXA ／産学官で宇宙探査技術研究」
2015年 ９月29日掲載 深層断面（企画面） 40面
JAXA「月面で「建材」調達」「日本の力 ” 見せ所 ”」
2016年 ３月 ４日掲載 「アイスペース、昆虫型ロボ向け群知能開発へ－ JAXA 宇宙探査プロ参画」
2016年 ５月24日掲載 「月面で使える地盤調査技術の共同研究－東京都市大など、来月からの開始」
2016年 ７月 ４日掲載 「東急建設／月面で建設資材生産」
2018年11月 ２日掲載 「コガネイが月面探査ロボ 自走式集団移動 JAXA と共同開発」
2019年 １月29日掲載 林業機械システム自動化
2019年 ２月 ８日掲載 宇宙探査用機器に搭載
2019年 ４月 １日掲載 月面拠点建設へ第一歩 鹿島と JAXA、自動化建機2台を実演
2019年 ９月 ２日掲載 リコー、JAXA と小型全天球カメラ開発 こうのとり8号機に搭載
2020年 １月21日掲載 JAXA と共同研究 宇宙分野向けガス測定機 表面弾性波センサー活用 ボールウェーブ
2021年 ２月 ２日掲載 全固体電池 宇宙で実証 JAXA・日立造船 年末から半年
2021年５月19日掲載 JAXA、鹿島・月面有人建設を見据え建機遠隔・自動施工実験・海外土木も視野
2021年５月19日掲載 建機 1000km 遠隔操作 鹿島・JAXA 無人で月面拠点建設へ
2021年 ５月28日掲載 ispace が任務遂行変形型月面ロボット
日刊スポーツ2019年10月29日掲載 宇宙探査へ応用目指す「南極移動基地ユニット」発表 極地研、ミサワホーム共同研究
日刊木材新聞2019年 １月30日
JAXA と共同で架線集材システム開発 電動化・自動運転で将来は月面での応用も2019年11月 ９日
南極から月と未来へ
日経産業新聞2016年10月18日掲載 「マイクロ波化学／月や火星で水 地中の氷から」
2017年 ３月 ９日掲載 「竹中工務店／ゼネコン宇宙でキラリ」
2019年 ３月14日掲載 「高効率モーター宇宙分野を開拓」
2019年 １月30日掲載 「木材運搬技術 月面で応用」
2019年 ８月28日掲載 「宇宙に物資補給 新技術試す JAXA とソニーが共同開発した小型衛星向け光通信装置」
2019年11月12日
南極に居住空間 挑むミサワ
2021年 ５月28日
アイスペース ロボットを月面に
日本海新聞
2019年 １月 １日掲載 ガンダム40周年「宇宙世紀」への道のり 広がる市場、次世代へ
日本経済新聞2015年 ６月12日掲載 13版 社会 38面 「JAXA が来年度 月面基地にらむ」
2016年 ３月 ２日掲載 「虫型ロボ月を行け、アイスペース、JAXA と開発へ」
2016年 ３月10日掲載 先端技術 「中央大学中村教授／「ミミズ」開発 企業も注目」
2016年 ６月 ２日掲載 「鹿島建設／火星の有人拠点建設へ 全自動建機開発」

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162

2021年度事業概要

2016年 ８月10日掲載 「三菱マテリアル・JAXA ／月面基地向けコンクリート」
2017年 ３月 ３日掲載 「センサー、計測器 拠点を5割拡張 神栄、神戸市の土地取得」（電子版）
2017年 ３月27日掲載 「清水建設・JAXA ／ロボ遠隔操作で月面建設を研究」
2017年 ６月15日掲載 「並木精密宝石・JAXA ／無人ボート価格・騒音低減」
2019年 １月30日掲載 「木材運搬自動化へ研究 熊谷組など 月面応用も視野」
2019年 ３月29日掲載 「鹿島、JAXA と共同研究の自動施工技術を公開」
2019年 ６月24日掲載 「JAXA 公募の宇宙探査研究 イノベーションの芽続々」
2019年10月24日掲載 「はやぶさ２」技術で静電気除去 春日電機と共同研究」
2019年10月30日掲載 極寒の南極用 移動式施設 基地近くで性能検証へ
2019年12月 ５日掲載 キリン HD、産学連携の共同研究により宇宙空間に近い環境での植物の増殖に成功
2020年 ５月11日掲載 ISS と地上で双方向の光通信
2021年 ２月 ２日掲載 全固体電池、宇宙に、日立造船、衛星向け実験。
2021年５月19日掲載 1000キロメートル先から建機操作 鹿島と JAXA 決面作業を想定
日本農民新聞社
2019年12月11日掲載 竹中工務店、千葉大、東京理科大が宇宙空間での「食」の基礎研究を実施
福井新聞
2016年 ９月11日掲載 「若狭湾エネルギー研究センター／月の砂から酸素太陽炉で挑戦」
2019年 １月 １日掲載 ガンダム放送40周年 宇宙の激闘 輝き不滅 JAXA 目標提げ前進
福島民報
2019年 １月 １日掲載 40年行きま～す「夢」つくる究極のエンタメ
北海道新聞
2019年10月30日
南極用の組立居住空間
毎日新聞
2015年10月20日掲載 宇宙未来新聞 JAXA「探検の時代から開拓の時代へ」「地上の無人化施工技術を応用」
2018年 １月18日掲載 「タグチ工業／おかやまテクノロジー展 県内機械系企業、新技術や新製品」（岡山地方版）
2021年 ７月13日掲載 遠隔施工 月面も視野
南日本新聞
2019年 １月 １日掲載 ★機動戦士ガンダム40周年 描いた未来、現実に2019年10月30日掲載 移動式施設 南極で検証 月面での有人基地にも応用
山口新聞
2019年 １月 １日掲載 ガンダム40周年 「宇宙世紀」への道のり 描く世界、現実味
山梨日日新聞2019年 １月 １日掲載 機動戦士ガンダム40年燃え上がれ「高いリアリティー、時代が近づく
読売新聞
2015年11月 ７日掲載 ３版 夕刊 13面 「JAXA ／企業と共同で 自動運転など生かす」
2017年 ２月10日掲載 「マイクロ波化学／サイエンス BOX きょうの講義「『電子レンジ』を使って月で水を作る？」
2019年 ８月 １日掲載 掲載 「コロニー建設 月を拠点に」
2019年 ８月 ８日掲載 「月面開拓 新たなる希望」探査車・基地・民間が主役
2019年11月 ３日掲載 「南極に移動式住居」極地研など実験へ
2021年５月19日掲載 1000キロ先の重機を操作 JAXA・鹿島 月面基地へ一歩
2021年５月20日掲載 1000キロ離れた重機 遠隔操作に成功 JAXA・鹿島建設
2021年６月 １ 日掲載 JAXA× タカラトミー 月面探査へ 変形ロボ 着陸後、車輪に2021年６月 １ 日掲載 変形ロボ 来年にも月面探査 JAXA とタカラトミー開発
読売新聞 ONLINE
2019年 ２月 ４日掲載 未定月面の運搬技術 開発へ…無人で遠隔操作 住友林業、熊谷組 JAXA と

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2021年度事業概要

163

考

ABLab
2019年 １月24日掲載
ASCII.jp
2019年 ８月28日掲載▲

参そのほか国内メディア
宇宙探査イノベーションハブ「宇宙技術の地上転用」
JAXA ／リコー、宇宙空間で使える小型全天球カメラを共同開発
https://ascii.jp/elem/000/001/924/1924529/▲

C|net JAPAN2019年 ８月28日掲載 「THETA」が宇宙に --JAXA とリコーが小型全天球 カメラを共同開発、9月11日打ち上げhttps://japan.cnet.com/article/35141876/
engadget2019年 ８月28日掲載 リコー「THETA S」が宇宙へ、JAXA と宇宙用全天球カメラを共同開発
Biz コンパス
2017年 ４月11日掲載 「JAXA/ 日本の技術力で宇宙と地上にイノベーションを起こす」
BS JAPAN 7ch
2016年 ５月29日放送 未来 EYEs「ispace ／宇宙の資源開発に挑む！月面探査 HAKUTO」
BS 朝日
2017年 ３月26日放送 「JAXA・ispace・東急建設／松本零士も驚いた！ 宇宙移住計画の最前線」
BUSINESS INSIDER JAPAN2018年 ４月26日掲載 「ソニーが「宇宙」に参入する理由、ビジネスチャンスとしての “人工衛星向け光通信技 ” の全貌」
EMIRA
2018年11月 ８日掲載 「街ナカにも宇宙への技術は眠っている！ JAXA が取り組む “ リアル下町ロケット ” プロジェクト」
engadget2019年 ８月28日掲載 リコー「THETA S」が宇宙へ、JAXA と宇宙用全天球カメラを共同開発
https://japanese.engadget.com/2019/08/28/theta-s-jaxa/"
FRISK JOURNAL
2018年 ６月21日掲載 「火星の砂」を固めて宇宙基地に !? 宇宙開発を見据えた独自技術とは（モルタルマジック）
itmedia ニュース2019年 ８月28日掲載 JAXA とリコー、宇宙空間で使える「THETA」を共同開発 9月に打ち上げ
https://www.itmedia.co.jp/news/articles/1908/28/news117.html"
indeed2020年 ６月23日掲載 常にオフェンスで臨む宇宙を見据えた職人集団 働き方と組織論 タグチ工業
JAXA's2015年10月 １日発行 「日本の宇宙探査活動を変える JAXA の新しい取り組み宇宙探査イノベーションハブ」
2018年 ４月 １日発行 「ミサワホーム／南極での経験と実績を生かして、有人月面基地建設に向けた取り組みがスタート」
2020年 １月14日発行 JAXA TIMES「「宇宙探査イノベーションハブ」、第2フェーズへ」
JAXA 航空マガジン
2017年 ６月 １日発行 「JAXA・タグチ工業 / 基礎・基盤的な研究と産業化を意識した研究を両輪で」mugendai
2015年12月 ８日掲載 インタビュー記事 「JAXA ／宇宙人工知能・ロボティクスに挑む日本の宇宙開発底力」
MONOist2019年 ８月29日掲載 リコー「THETA」が宇宙へ踏み出す、JAXA との共同開発で実現
https://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1908/29/news040.html
NHK
2018年 ６月19日放送 「コズミックフロント☆ NEXT 5min.」2019年12月28日放送 ドラえもん 50周年
NHK NEWS WEB
2019年 ３月29日掲載 これで月面に基地建設 自動重機を公開 JAXA・鹿島建設
PHILEWEB
2019年 ８月29日掲載 JAXA とリコー、宇宙用の360度カメラを共同開発。9月に “ こうのとり ” で打ち上げへ
https://www.phileweb.com/news/d-camera/201908/28/739.html
PC Watch
2019年10月29日掲載 JAXA、極地研、ミサワホームによる「南極移動基地ユニット」がお披露目。未来住宅への検証もSTI Horizon 2018 秋号
2018年 ８月27日掲載 月面農場から始まる未来の農業と産業の可能性 ‐NISTEP 予測調査と JAXA 月面農場ワーキンググループ活動報告速報
SankeiBiz
2019年 １月30日掲載 「月面で構造物運搬、有用システム開発へ 熊谷組など JAXA と共同研究」
2018年 ７月24日掲載 日立造船、次世代「全固体電池」EV 向け視野 JAXA
2019年 ４月11日掲載 宇宙と農業 – 超スマートアグリ・月面農場が地球を救う ?! 宇宙ビジネスが農業をどう変えるか？
S-NET
2020年11月27日掲載 世界初！「光通信 × イーサネット」による宇宙 - 地上間通信TBS
2018年 ６月22日放送
初耳学「少量で砂を固められる接着剤に宇宙業界が着目」
TV 東京
2020年 １月26日放映 知られざるガリバー 加藤製作所
朝日新聞デジタル
2020年 ６月29日掲載 南極に造る未来の月面基地 一人だけのプロと仲間たち
化学工業日報2016年10月24日掲載 「マイクロ波化学／火星で水作る 新技術開発へ」
研究応援
2017年 ９月 １日掲載 「マイクロ波化学 / 目指せ、人類未踏の深宇宙」
環境ビジネスオンライン
2019年 ６月10日掲載 「宇宙農家」はすぐそこ？ JAXA が植物工場による「月面農場」の報告書公開

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2021年度事業概要

研究開発リーダー
2018年12月20日掲載 「JAXA における宇宙探査イノベーションとその進め方 」
雑誌「経済」
2018年 ９月 ３日掲載 「AI とロボット」（JAXA 矢野さん）
技術情報協会 書籍
2020年 ４月30日
宇宙ビジネス参入の留意点と求められる新技術、新材料
第2節 JAXA における宇宙ビジネスのオープンイノベーション
産経ニュース2019年 １月29日掲載 「熊谷組など JAXA と共同研究 月面での運搬システム開発」
ザ・サイエンス
2019年11月27日掲載 月面農場が描く農業の未来
週刊プレイボーイ
2017年 ７月 ４日掲載 「タグチ工業 / 秘密組織プレイメーソン」
渋谷のラジオ
2019年 ６月13日放送 宇宙探査イノベーションハブって何？
宙畑
2021年 ８月15日掲載 JAXA に聞いた！「みんなの仕事が宇宙の仕事になる」大宇宙探査時代の最新事情 https://sorabatake.jp/21784/
テレスコープマガジン
2015年10月 ９日・11月20日掲載 Xcross TALK 特集：「JAXA ／日本の宇宙開発」
テレビ朝日
2017年 １月29日放送 「日本のチカラ 何でもカタめて夢をカタチに！～鳥取砂丘発モルタルマジック～」
テレビ朝日「AbemaPrime」
2017年 ５月 ４日放送 「タグチ工業 / てる美に tell me 全国おもしろ企業」
Digitalist
2019年 ７月31日掲載 【若田光一が対談、宇宙開発の現状】2020年代には、水星から木星まで JAXA 発の探査機が並ぶ		
（鹿島建設、光電製作所共同研究の紹介）
デジカメ Watch
2019年 ８月29日掲載 JAXA とリコー、宇宙空間で使用可能な小型全天球カメラを共同開発
名古屋 CBC ラジオ
2016年 ７月21日放送 丹波みどりのよりどり！ラジオ大人な話題「東急建設／月面で建築資材を現地生産」
日経アーキテクチャ
2016年 ８月 ３日掲載 「東急建設／月面基地に学ぶ究極の「地産地消」」
日経エレクトロニクス
2018年11月号 宇宙ビジネス、ソニーの勝算
日経コンストラクション
2017年 ７月24日掲載 「竹中工務店 /「月面」走るロボットが自動で締め固め試験」
2017年 ９月26日掲載 「鹿島建設 / 宇宙移住の第一歩？ここまで来た無人化施工」
2018年 １月18日掲載 「JAXA/ 土木と宇宙をつなぐ仲介者」
日経ビジネス2017年 １月16日掲載 「鹿島建設／月面基地を自動で建設 複数の機会が協業」「タカラトミー／玩具の技術を活用 小型ロボが月面で活躍」
2018年 ２月26日掲載 「JAXA ／テクノトレンド 有人月面探査」
日経 XTECK Web 版
2019年 １月16日掲載 月面でジャガイモの植物工場、パナソニックの新栽培法で迅速立ち上げ
2019年 ２月13日掲載 新明和工業 「出力50W で連続運転できる質量25g の超小型モーター」
2019年10月10日掲載 JAXA・春日電機、「はやぶさ2」のイオンエンジン技術を応用した除電処理システム
2021年 ３月 ８日
日立造船が1Ah の全固体 LIB を開発 宇宙利用に
日経コンストラクション
2019年1月28日掲載 日特建設「狙え！ポスト平成のビックプロジェクト 宇宙開拓の実現迫る 月面はロマンからビジネスへ」
日経 XTECH
2020年 ４月24日掲載 空間光通信で宇宙と地上のイーサネット通信に成功、JAXA やソニー CSL など
ニュースイッチ
2020年 １月19日掲載 JAXA が研究を進める「月面農場」、いつ実現？
乗り物ニュース
2019年 ２月 ７日「小型、高効率モーター開発＝「火星ドローン」実現に一歩 -JAXA など
2019年 ３月29日「月面基地は無人重機で =JAXA・鹿島」
2019年10月29日掲載 南極基地お披露目＝将来は月面にも ‐JAXA など ミサワホーム、極地研
植物工場・農業ビジネスオンライン online
2018年12月27日掲載 植物工場だけでない、宇宙での蛋白源の生産。東京女子医大とインテグリカルチャーによる細胞培養技術
2019年 ６月 ８日掲載 JAXA 宇宙探査ハブ、日本の植物工場を活用した「月面農場」に関する報告書を公開
フジサンケイビジネスアイ
2018年 １月10日掲載 「ミサワホーム／ミサワホーム JAXA と新技術研究 「月面の住宅」 昭和基地での成果応用」
2019年 １月30日掲載 月面で構造物運搬有用システム開発
2021年 ５月28日
月へ輸送 JAXA などから受託
マイナビ
2018年10月25日掲載 「なぜ今、藻なのか？ “ タンパク質危機 ” の解決を目指す「タベルモ」の正体
2019年 ８月29日掲載 「全天球カメラ「Theta」が宇宙へ！－「きぼう」日本実験棟から撮影を実施
https://news.mynavi.jp/article/20190829-885266/
読売新聞 ONLINE
2019年 ２月 ４日掲載 未定月面の運搬技術 開発へ…無人で遠隔操作 住友林業、熊谷組 JAXA と
読売テレビ放送株式会社
2019年 ７月20日掲載 ウェークアップ！プラス 「JAXA と鹿島建設が共同研究 The LUNAR BASE」
ヤングジャンプ
2019年12月12日掲載 人類の月面着陸から50年 JAXA スペシャルインタビュー（星野健）

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2021年度事業概要

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考

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海外メディア

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NIKKEI Asian Review
2016年 ６月 ６日掲載 鹿島建設 「Kajima to develop automated construction machinery for building on Mars, moon」
Mirror on line
2016年 ６月21日掲載 鹿島建設 「Japan is creating autonomous robots that will build a 'moon village' on the lunar surface」
Construction Equipment
2016年 ６月21日掲載 鹿島建設 「Japan developing lunar bulldozers」
AI.business2016年 ７月18日掲載 「How JAXA, NASA and ESA are developing extraterrestrial autonomous construction using
artificial intelligence」
Popular Mechanics
2016年11月16日掲載 SONY「The 10 Coolest Things We Saw at Houston's SpaceCom」
NHK World
2017年 １月19日放送 中央大学中村教授「Groundbreaking Earthworm Robots! Bio-Robotics Engineer - Taro Nakamura」
Nature2018年 ２月 ９日掲載 JAXA・大林組・ソニー CSL・タグチ工業・新明和工業「Focal Point on commercial space exploration in Japan」
SPACE.COM
2019年 ４月 ７日掲載 JAXA・鹿島建設合同ブレス
Can Robots Build a Moon Base for Astronauts? Japan Hopes to Find Out.

2021年度事業概要

2021年度

事業概要

発行日

2021年10月29日

発

国立研究開発法人 宇宙航空研究開発機構
宇宙探査イノベーションハブ
Japan Aerospace Exploration Agency
Space Exploration Innovation Hub Center

行〒252-0222 神奈川県相模原市中央区由野台3-1-1
E-mail SE-forum@jaxa.jp
URL https://www.ihub-tansa.jaxa.jp/index.html