SE
E
D
S

研 究 シーズ集

公立千歳科学技術大学

SEEDS

研究シーズ集理 工 学 分 野 にお け る

グロ ー バルな 異 分 野 融 合 研 究 に 向 かって

最近、ビッグデータや人工知能といったキーワードを、様々な局面で見かけます。さらには、次世代半導体という言葉も、周りから聞く機会が、どんどん増えています。人工知能や、半導体に関する研究分野は、昔から重要な専門分野として考えられていましたが、Digital Transformation（ DX）化や Green Transformation（ GX）化の大きな流れを背景に、このような研究分野が見直され、新しい領域として、若手の研究者に引き継がれてゆくのを見るのは、大変良いことではないかと感じています。
本学の理工学部には、応用化学生物学科と、電子光工学科、情報システム工学科の3学科があり、大学院は、その3学科の分野を包括する理工学研究科理工学専攻となっています。学部では、
上記の研究分野に強く関連する基礎的な内容を勉強し、大学院では、多くの学生が DX・GX に関連する研究分野で自分の研究を進めています。
公立化してから、本学では、「研究力の充実」や「国際連携の強化」を、明確な形で学内外に発信しており、そのため大学院組織の見直しのほか、優れた教員の採用や、国内外の学外教員との共同教育・研究を進めています。また、多様化するこれからの社会を適切に支えてゆくための、
異分野融合研究を積極的に進めています。
本学の研究活動については、ホームページ等で紹介しておりますが、より多くの皆様の手に届くよう、各教員の活動をわかりやすく紹介するため、本資料を作成いたしました。この小冊子が皆様と大学をつなぐきっかけとなることを心から願っております。

沿 革

公立千歳科学技術大学の理工学部

9 つの領域

応用化学

材料科学

応用物理学

電気電子工学

情報通信工学ため、共通基盤となる９つの分野を学べるカリキュラムを編成しています。

1

情報工学

ソフトウェア工学

千歳科学技術大学開学（光科学部／物質光科学科、光応用システム学科）

2008年

総合光科学部設置（バイオ・マテリアル学科、光システム学科、グローバルシステムデザイン学科）（光科学部を改組）

2015年

総合光科学部（バイオ・マテリアル学科、光システム学科）
を
理工学部（応用化学生物学科、電子光工学科）
へ名称変更

2016年

理工学部情報システム工学科設置（グローバルシステムデザイン学科を改組）

2019年

公立千歳科学技術大学開学（理工学部／応用化学生物学科、電子光工学科、情報システム工学科）

2021年

大学院光科学研究科光科学専攻を理工学研究科理工学専攻へ名称変更

環境・生物工学

自然科学の基礎研究を担う「理学」と、アイデアを形にするために不可欠な「工学」の基本科目をしっかり学ぶ

1998年

サービスデザイン

2

SEEDS

学

科

紹

介

学びの領域

KEY WORD

応用化学■バイオメディカル
フォトニクス■バイオミメティクス

応用化学生物学科

環境・生物工学■ナノテクノロジー
■液晶科学

材料科学
応用物理学

学びの領域

■高分子科学■レーザ工学研 究 シーズ集

電 子 光 工 学 科

電気電子工学

学びの領域
情報通信工学

情報システム工学科

情報工学

3

現象を応用した新物質の開発や材料の高性能化を目指した「応用化学分野」と、生物の優れた仕組みの活用や環境問題を解決し医療分野に貢献するための研究を行う「環境・生物工学分野」のいずれかを選択。素材、医療、食品、環境
スキルも修得することで、エンジニアとしての基礎をより強固にします。

KEY WORD

学科の特長

■通信工学

光サイエンスとエレクトロニクスの最先端を学び、「ものづくり」「システムづくり」の担い手に。

■光ファイバ

現代社会に欠かせない光サイエンスと電気電子工学の領域について、それぞ■ロボット工学■ 福祉工学れの基礎を幅広く学修。その上で学生の興味・関心に合わせて、「オプトエレク
トロニクス分野」「通信・ロボティクス分野」の専門知識を身につけることで、次世代の「ものづくり」の発展を担うエンジニアを育成します。同時に、多様化するニーズに応えていくためにはデバイス同士を結びつける「システムづくり」も欠かせないことから、必要とされる知識とスキルを基礎から最先端まで学び、実践的な能力も磨いていきます。

KEY WORD■インターネット■知識工学■ ICT教育システム■人間工学■メディアデザイン学■光応用計測サービスデザイン

生物系基礎科目を軸に、理工学の基礎を養います。3年次からは、化学の理論や■ナノカーボン■コミュニケーション情報学
ソフトウェア工学

有機化学や物理化学などの化学系基礎科目と、生化学や分子生物学などのなど多岐にわたる分野への応用を目指していきます。さらに、プログラミングの■ 画像工学
情報通信工学

化学・生物学を軸に素材、医療、食品、環境など
幅広い分野に柔軟に対応できる知識・技術を修得。

■錯体化学■エレクトロニクス
応用物理学

学科の特長

■光伝達工学

学科の特長
ソフト・ハード両面の技術と知識を身につけ、問題解決に力を発揮できるリーダーを育成。
情報理論から情報通信ネットワーク、ソフトウェア工学、サービス科学・工学などの専門知識を学修し、「情報通信応用分野」「ICTソリューション分野」「サー
ビス科学・工学分野」を専門とする人材を育成します。情報系技術を活用してさまざまな問題解決に挑む力を身につけるため、プロジェクト系科目を開講。地域や観光の問題解決を目指してチームで取り組む経験をすることで、技術リーダーに必要な知識・技術、論理的思考力を磨き、幅広い分野で企画・設計・開発に取り組める総合力を養います。

4

応用化学生物学科
DEPARTMENT OF APPLIED CHEMISTRY AND BIOSCIENCEI N D EX
001 井手研究室

7p

002 梅村研究室

9p

003 大越研究室

11p

004 カートハウス研究室

13p

005 木村研究室

15p

006 坂井研究室

17p

007 平井研究室

19p

008 髙田研究室

21p

009 谷尾研究室

23p

010 堀野研究室

25p

011 諸橋研究室

27p

012 脇坂研究室

29p

水文学・水質化学

レーザ技術・波長変換技術

高分子液晶の合成と光学素子への応用

有機ナノテク・高分子科学

高分子化学・分子分光学・分析化学

物性化学・機能性化学・蛍光色素

バイオミメティクス

カーボンおよび関連材料の化学と応用

透明ポリマー材料・高分子オプティクス

有機化学

デジタル×生物学

量子・ナノ

5

6

水文 学 ・ 水 質 化 学

研究分野

森林が水にもたらすさまざまな影響を明らかにするため、
まずフィールドへ。

森林の種類や管理形態が流域全体の水・物質循環にもたらす影響と、その結果としての河川の水量・水質の変化に興

Ide
LABORATORY

准 教 授・博 士（農学）   井手日本には多くの人工林が存在しますが、それらの大部分は十分な管理が行われていません。そのような森林の土地利用が下流の河川の水量や栄養塩濃度の変化にどのタイミングでどのくらい寄与しているのかを、気象・水文・水質観測を基礎に、安定同位体解析や超高感度質量分析法を用いて明らかにしていきたいと考えています。
さらに、水文学の知見やツールを森林の地下水涵養機能の評価や遠隔地における小水力発電の持続的な運用等、地域の自立的発展に貢献できるような実践的な研究に活用していきたいと考えています。

淳一郎

森林の管理と種類が河川の窒素・リンの濃度および流出量に及ぼす影響の評価
非管理人工林を擁する森林小流域からの窒素 (N)、リン(P)の年間流出量を、出水時の N、P 濃度に関する時間変動特性 ( 流出特性 )を踏まえて定量化することを目的に研究。気象・水文・水質観測を用いた森林小流域による評価では、
非管理人工林が N、Pの供給源と管理が不十分な人工林（模式図）なることを示しました。

水文学、水質化学、安定同位体解析、
超高分解能質量分析法による環境解析■九州大学農学部生物資源環境学科卒業■九州大学大学院生物資源環境科学府森林資源科学専攻
博士後期課程修了

A

PPEAL POINT
アピールポイント森林の水質形成機構の解明を通して、森林が流域環境や人々の生活に果たす役割を研究。先端の分析技術を使ってさまざまな環境の水の中の物質を解析し、その起源と動態を探っています。
研究を通じて日本の森林の将来の在り方や水資源利用について提案していきます。

川や森などでのフィール
ドワークから研究を開始。
研究の場はキャンパス周
辺から海外へも。

千歳川に支笏湖、美々川
研究対象は身近なところにもい日に葉にくっついたガスやエアロゾルが雨で洗る学生が集まっています。フィールドワークはい流されるもの。それらをキャッチしやすい形状

一人ではできませんから、チームワークが欠かの葉もあれば、酸性物質等に影響されやすい種せません。協調性や思いやりが必要です。また、興味を持っているのは、森林の種類や管理類の植物もありますから、調査や分析が必要です。

フィールドワークは安全第一なので、日頃のリ形態が流域全体の水・物質循環にもたらす影響

ほかに、北海道胆振東部地震で土砂災害がスク管理ができる素養も身につけられるのでと、その結果としての河川の水量・水質の変化。

あった厚真町で他大学との共同研究にも参加。

これをテーマに国内外でフィールドワークを重ね、崩壊地での土砂や水の量の計測などがされてもう一つ身につけてほしいのは、机に向かっ研究に取り組んでいます。これまでの研究には、いる中、私は水質を追跡子として、水の流出プて集中して作業できる能力。フィールドワーク「森林の管理と種類が河川の窒素・リン濃度おロセスの違いによって土砂や水の量はどう変をすれば必ず何かしらデータは取れますから、よび流出量に及ぼす影響の評価」「超高感度質

わるかを調べる予定です。さらに、超高感度質

それをどういう切り口でまとめるかが研究では量分析法を用いた森林の溶存有機物の構成種

量分析法の活用も検討中です。この方法を使問われることになり、デスクワークも重要になとその変動メカニズムの解明」などがあります。

うと、有機物の種類がものすごくたくさん分か

ります。研究は、日常的にはそんなに面白いも学生たちと一緒に、新たな研究にも取り組もります。植生が豊富な方が有機物は多いはずのではないので、解析の段階は苦しいかもしれですから、崩壊地の植生が回復するプロセスで、ない。それでも自主的にコツコツと取り組んだ

どの変動から、自然環境の中での物質循環を調水に含まれる有機物の組成の変化を指標にす

先に、何か面白いものが見えるかもしれません。

べ、千歳市のシンボルである支笏湖との関係もることができれば、川の水を採るだけで回復の

私にとって研究の面白さは、科学を使って「見含めて研究していく考えです。また、キャンパスの状態が分かるかもしれない。まだアイデアの段る」こと。目では見えないもの、感じ取れない

すぐ近くに美々川や雑木林があるので、採水瓶階ですが、試してみたいと考えています。

ものをさまざまな分析機器を使うことで視覚はない雨を比較して、大気と森林のインタラクショ化する。最初に得られるのは数値情報だけでンを調べようと思っています。大気から森林への物質沈着には大きく2通りのプロセスがあり、一つは雨とともに来るもの。もう一つは、天気の良フィールドワークで得たデータから何を見いだすか

さまざまな土地利用（森林、農地、宅地等）を擁する流域
において非管理人工林（針葉樹林）の水質浄化機構の評価を試み、針葉樹林が相対的に河川水の N、P 濃度の上昇を抑える一方で、農地が N、P 濃度を上昇させていたことを明らかにしました。

GISを用いた研究対象流域の針葉樹林の分類

超高感度質量分析法を用いた
森林の溶存有機物の分子種とその変動メカニズムの解明

遠隔地域における
小水力発電の持続的な維持管理に関する研究

胆振東部地震による土砂災害後の物質循環の変化や回復の程度の評価

森林内を通過する雨水中のフルボ酸やフミン酸等の溶存有機物 (DOM)に着目。
超高感度質量分析法「フーリエ変換イオ
ンサイクロトロン共鳴型質量分析法」で調べた結果、1サンプルあたり千種類以上
もの構成分子種が存在し、その多くがリ
グニン様物質であることを明らかにしました。

インドネシアで導入が進められている遠隔地域での小水力発電施設は、多発す
る自然災害などで多くが稼働停止になっています。そこで、持続的な維持管理のために、取水河川の流量や電力需給の実態などについてICT 技術を活用してリモートで観測できるツールの開発などに取り組んでいます。

平成30年度北海道胆振東部地震によって土砂災害が起きた現場は、山肌があらわになり、土壌侵食が起こりやすくなっています。そこで、流出水に栄養塩や溶存有機物がどの程度含まれているのかなどを測定して物質循環の変化や回復の程度を評価し、災害地の環境影響評価を試みています。

はと思います。

うとしています。例えば、千歳川の水量・水質なを置いて雨を採取し、森林を通過した雨とそうで7

森林の水質浄化機構の解明、最新の技術を用いた水・物質動態の解明など味を持って研究に取り組んでいます。

井手研究室
■専門分野

研究テーマ

■ 応用化学生物学科

001

SEEDS

すが、それを解析して何かが見えてくることこ
そ醍醐味だと感じます。

林外雨（RF）、林内雨（TF）、土壌水（SW
O-E）
、地下水
（GW）
、河川水
（ST）
における
DOM 中の生体分子クラスの比。

企業等への提案
気候変動に伴う豪雨災害の頻発や渇水期の長期化等、極端気象による人間生活への影響が懸念される中、水文学の重要性はますます高まると感じています。本研究室は北海道胆振東部地震の土砂災害の現場で、災害後の物質循環の変化や回復程度の評価を試みています。こうした環境影響評価に関する最新の知見やツールの情報提供のほか、この分野で活躍する人材を養成しています。

地域に向けてできること
水文学の知見やツールを森林の地下水涵養機能の評価や遠隔地域における小水力発電の持続的な運用
等、地域の自立的発展に貢献できるような実践的な研究に活用していきたいと考えています。

研究室には、フィールドワークに魅力を感じ8

レー ザ 技 術 ・ 波 長 変 換 技 術

研究分野

微生物の不活性化やレーザ用の光学材料の精密な評価を通じて、産業の発展に貢献する研究

レーザの波 長 変 換 技 術とその応用～ 真 空 紫 外 線から遠 赤 外 線まで～

研究テーマ

レーザ光線は、その光の持つ特殊な性質から産業、医療及び宇宙開発などあらゆる分野で用いられています。さらに、レーザの可能性をより一層広げるために、非線形光学結晶と呼ばれる結晶にレーザ光線を通すことで、紫外線、可視光線、UmemuraLABORATORY

赤外線、さらにはテラヘルツ波まで、既存のレーザ装置では得られなかった波長のレーザ光線を発生させることができます。
本研究室では、レーザ光線における波長範囲の拡大と高出力化を目指して、様々な非線形光学結晶の光学特性の評価に取り組んでいます。

梅村研究室
教 授・博 士（工学）   梅村レーザ光の波長変換とは

信弘■身近な物質による波長変換の例■光のスペクトル
光の波長

青色光

レーザ工学、非線形光学（波長変換）、
レーザシステム■大阪市立大学理学部物理学科卒業

緑色光

赤色光

0.2μm 0.4μm 0.6μm 0.8μm

真空紫外線

（励起光）

紫外線

■専門分野

紫 藍

■大阪工業大学大学院工学研究科電気電子工学専攻博士課程修了

アピールポイント10μm

近赤外線 中赤外線

100μm

遠赤外線 サブミリ波

青

緑

黄

橙

赤

1μm（マイクロメートル）は、1000分の1ミリメートル

様々な非線形光学結晶を組み合わせることで、レーザ光線の波長範囲を拡大し、変換効率を改善

水素ガスを用いた波長変換
緑色のレーザ光線を水素ガスに通過させると、赤色から紫外線までのレーザ光線を同時に発生できる。

A

目に見える光近紫外線

1μm（紙による蛍光）■大阪大学大学院基礎工学研究科物性物理工学専攻修士課程修了

PPEAL POINT■ 応用化学生物学科

002

SEEDS

新たな光と可能性を生み出す非線形光学結晶
本研究室では、レーザ光の波長変換に用いる非線形光学結晶の光学特性に関する高精度の評価を行っています。現在市販されている大部分の非線形光学結晶の評価を手掛けており、レーザ光の広帯域化と高出力化を目指しています。

様々な波長変換用結晶

真空紫外線発生用結晶を組み合わせることでレーザ光の波長範囲を拡大するとともに変換効率の向上を目指す
レーザ光は集光性が良く、スペクトル幅が換素子として応用することが可能となります。

微生物の不活性化を目的とした深紫外線による殺菌技術が注目されています。本研究室でそれぞれの結晶に応じて発生できる波長や発生方式が異なる。最適なレーザシステムを

レーザの応用例

みです。それぞれの結晶の特性を調べることで、は、波長変換技術を利用して紫外線Ｃ波の波構築するためには、それぞれの結晶が有する精緻な光学特性が必要である。

●製造分野

さらに新たなアプリケーションを生み出せるの長のレーザ光を発生させ、それを細菌に照射ではないかと考えています。また、もう一方では、することにより、従来の殺菌用紫外線光源と同様細菌を死滅させることを確認しています（写

ど様々な分野に利用されています。また、従来長範囲を拡大し、それによって変換効率を改

真）。現在は波長変換方式を改善することによのレーザ装置では得られなかった波長のレー善する研究にも取り組んでいます。

り、人体への影響の少ない紫外線波長のレー

非線形光学結晶※1に期待が寄せられています。

今までに本研究室では、真空紫外線から遠不活性メカニズムを解明する手がかりを得る

光学結晶について、その詳細な光学特性を明ことができます。

らかにした実績があります。

変換することができることが知られていますが、（物理的な性質）によって決まってくるのです。
その光学特性については詳細で正確なデータ

レーザ光はその特殊な性質を有することかがないことから、それらの光学特性を詳細にら産業から医療まで様々な分野に応用されて調査することで、さらなる波長領域への波長変います。特に、近年世界的にCOVID-19等のグリーン光励起によるチタン
サファイヤ結晶の蛍光

紫外線発生
紫外線の
蛍光による
青色光

（材料加工、製品検査等）●医療・美容分野（レーザメス、シミの除去等）●日常生活（ディスプレイ、情報通信等）●安全・安心社会（危険物検知、風向計測等）

一方近年注文されている半導体製造の検査装置に利用可能な真空紫外線レーザ光の半導体検査から衛生まで応用できる分野は様々

グリーン光発生

ザ光発生に取り組んでいます。また、微生物の赤外線に至る波長を発生させる様々な非線形レーザ光をその結晶に入れると所望の波長にその変換効率は非線形光学結晶の光学特性

テラヘルツ波発生用

数ある結晶の中から、そうした安定的な結さまざまな結晶を組み合わせてレーザ光の波

レーザ光の波長領域を拡大する方法として、

遠赤外線発生用晶を見つけるのが、本研究室の目下の取り組狭いなど、普通の光とは違う性質を持ってお広がります。

可視光～中赤外線発生用

パンデミックの脅威が高まっています。中でもり、その特殊な性質を持つ光は医療や産業なザ光を発生させることで、より一層応用分野が光学顕微鏡による周期分極反転の写真

細菌にレーザ光を当てて、その殺菌効果を明らかにしていく実験。

発生にも取り組んでいます。光の波長が短くなる程微細な加工が可能となり、半導体の高性能化に寄与します。
このように、本研究室では時代の要請に応じたレーザ技術の活用を目標としています。

企業等への提案

地域に向けてできること

現 在、本 研 究 室 では180nm の 真 空 紫 外 線 からレーザ技術の発展を通じて学術的価値を世界に発

3400nmの赤外線までの波長範囲におけるナノ秒パル

信するとともに、様々な研究分野への応用の可能性をス（繰り返し10Hz）を発生させることができます。また、追求することによって得られるイノベーションを通して改良を加えることで、さらなる高出力とレーザ発振波長

地方創生に資するものと考えられます。

の拡張が可能となります。

※1「非線形光学結晶」 レーザの波長変換に使われる結晶で、世界中で活発な研究が行われています。

910

高分 子 液 晶 の 合 成 と 光 学 素 子 へ の 応 用

研究分野研究者をとりこにする魅惑の「液晶」、
そこには美の世界も広がっています。

ワイヤーグリッド偏 光 子の開 発
3 D -TV 用アクティブリターダーの開発

高分子液晶は、化学構造や分子量分布を精密に制御することで驚くほど多彩な超分子構造を形成します。私たちは、有機合成化学

OkoshiLABORATORY

教 授・博 士（工学）   大越光物性の力でさまざまな高分子液晶を合成し、形成する多彩な超分子構造をいろいろな分析手法を用いて解析すると同時に、光学素子に応用する研究を行っています。これらの技術は、モバイル機器の消費電力

大越研究室
■専門分野

研究テーマ

有機合成

構造解析

を著しく下げることのできる超高効率の偏光板などに応用が可能です。

高分子液晶の合成

研人■ 応用化学生物学科

003

SEEDS

合成した化合物の機器分析による構造解析

高分子物理化学、液晶の物理化学、X 線構造解析、
走査プローブ顕微鏡、高分子溶液物性■東京工業大学工学部高分子工学科卒業■東京工業大学大学院理工学研究科有機高分子物質専攻博士課程修了

A PPEAL POINT
アピールポイント

テレビに使われている液晶は数ナノメートル位のサイズ分子の集合体です。そうした分子がいっ
ぱいつながった数百ナノメートルのサイズの高分子液晶を作り、光学材料として利用しようというのが研究のコンセプトです。

高分子化学・液晶科学・
フォトニクスのクロスオーバー領域で研究を展開

もう一つは3D テレビ。今はディスプレイにばどんな液晶ができるか分からないという予
測不能な面白さもあります。将来、光との相互

右目用、左目用の画像を交互に表示し、同期し作用を利用した光学デバイスへの応用を超えて左右が高速で開閉する液晶シャッターメガ

た、誰も予測していなかった様な液晶材料をコンピュータやテレビに使われている液晶

ネをかける方式が主流となっています。しかし、使った革新的な技術が生まれるかもしれま

この方式では通信機能を乗せるためにメガネせん。

数ナノメートル位のサイズ。そうした分子がいっが重く、価格も高くなる難点があります。これ

ちなみに、多くの液晶研究者は液晶を研

ぱいつながった数百ナノメートルのサイズの高に対して、光シャッター機能を持った特殊な高究のフィールドに選んだ理由に、その偏光顕分子液晶を作り、光学材料として利用しようと

分子液晶フィルムをディスプレイの前面に貼る微鏡※2組織の美しさを挙げます。その多彩ないうのが研究のコンセプトです。高分子化学、

ことで、軽くて価格も安い左右の円偏光メガネ

美しさは、一日中見ていても飽きないほどです。

液晶科学、フォトニクスの3つがクロスオーバーをかけるだけで、どの様な角度からでも３Dコ

こんな楽しみも、研究を続けていく一つの原動

ンテンツを楽しむことができます。現在、企業力になっています。

この高分子液晶、構造と分子量分布を精密にデザインすると、超分子構造を形成します。

との共同研究を通して商品化に取り組んでいるところです。

研究室でこれから取り組みたいと考えているのは、自然界にある液晶構造の研究です。

この超分子構造が持つ特性やメリットを活か

貝殻の真珠層やコガネムシのキラキラ光る羽した光学素子への応用が具体的な研究テーマなど、液晶に類似した構造は自然界にもたくさ

キラキラ光るコガネムシの羽
自然界にある液晶構造が謎のヒント

ん存在します。進化の過程でなぜこのようなド偏光フィルター※１への応用です。この偏光フィ液晶材料の面白さは、その可能性の多様さ

考えることで新しい研究の地平が開けるのでルターを用いると、従来の吸収型偏光子と異にあると思います。有機化合物であれば現在なり光の利用効率を100％近くにできるため、の化学ではいかようにも作れるので、その組み

液晶ディスプレイのバックライトの消費電力を合わせは無限大に近く、さらに作ってみなけれになります。
例えば、今取り組んでいるのはワイヤーグリッ

11

著しく下げることができます。

は分子の集合体です。一つの分子の大きさはした領域の研究といえます。

多彩な超分子構造の解析

棒状の高分子（分子モデル）とコレステリック液晶相
（偏光顕
微鏡像）
。

構造を獲得したのか、その理由を突き詰めてはないか、そんな気がしています。

※1「ワイヤーグリッド偏光フィルター」 平行に多数張られた金属ワイヤーからなり、ワイヤーに平行な偏波を反射し、垂直な偏波を透過する光学素子。
※2「偏光顕微鏡」 試料に偏光を照射し、複屈折性を観察するために用いられる光学顕微鏡の一種。

企業等への提案

地域に向けてできること

今取り組んでいるのはワイヤーグリッド偏光子への応

私たちは、有機物である液晶を作り出すための有機用です。この偏光子を用いると、従来の吸収型偏光子と合成化学と、機器分析の技術を基盤に研究活動を行っ

異なり光の利用効率を１００％近くできるため、液晶ディています。有機材料の合成や農畜産物等の分析に関しスプレイの消費電力を著しく下げることができます。

て、ご協力できることがあればご相談下さい。

12

有機 ナ ノ テ ク ・ 高 分 子科 学

研究分野

天然資源に焦点を当てて、これからの環境保護に役立つ研究を。

プラスチックの劣 化メカニズム・
花 弁のナノ構 造 解 析・花 粉の含まれた材 料

高分子は深く環境と関わっています。軽い、丈夫、使いやすい、衛生的などの大きなメリットがあります。中でも、生分解性の天然高分子は「環境にやさしい材料」と言われます。一方、最近大きく取り上げられるようになってきたのは、合成

Karthaus
LABORATORY

樹脂の「海洋プラスチック」や「マイクロプラスチック」による環境問題で、プラスチックが増えれば増えるほど問題は大きくなる一方で、４R（refuse、reuse、recycle、replace）、すなわち「なるべく使わない、使い捨てをやめる、リサイクルする、交換する」が必要です。研究室のテーマは植物や動物から取られた天然高分子を含んだ機能性ハイブリッド材料の作成、カートハウス研究室
オラフ

教 授・理 学 博士    O la f
■専門分野

研究テーマ

合成樹脂から作られたプラスチック材料の劣化についての研究、河川にあるマイクロプラスチックの調査です。将来の環境に役立つ研究を目指します。

カ ー ト ハ ウ ス

K a r tha us

マイクロプラスチック調査■千歳川のサンプリング

高分子科学、界面科学、
ナノテクノロジー、発光材料の薄膜作成

透明になる花弁サクラは美しい白色の花の花弁は水面に浮かべても白色を保つが、界面活■ヨハネスグーテンベルグ大学化学・薬学部有機化学科
博士課程修了なる。花弁の表面構造が性剤を使用すると透明に■サケの内臓のサンプリング

アピールポイント①環境にやさしい材料の開発、分析、評価。
一例：天然材料（セルロース、アルギン酸、キチン、キト
サン、花粉など）を含んだコーティング材の開発。目的は防臭剤や水のフィルターとしての役割。
②環境問題の海洋プラスチックとマイクロプラスチックの調査、プラスチックの劣化メカニズムの研究。

■自然状態

弁をもっている。疎水性■ヨハネスグーテンベルグ大学（ドイツ）化学・薬学部化学科卒業

A PPEAL POINT■ 応用化学生物学科

004

SEEDS

電子顕微鏡で見た破れないハニカムフィルム（薄膜）。

サンプリング調査で見つかったのはわずかに衣服などのファイバだけ。

変化するためである。

■界面活性剤

花粉の表面構造サンカヨウの花弁

プラスチックの劣化
環境にやさしいプロセスと材料の生産を目指してす。しかし、その大きなメリットゆえの大量生

18世紀の産業革命以来、私たちはますますラスチック」や「マイクロプラスチック」となって企業の研究などとは違い、大学では必ずし自然を消費し、多くの資源を奪ってきました。

環境を破壊する問題が深刻化しています。そも成果への直結は求められません。
「新しいも近代社会は、自然科学の発展と、蒸気機関、こで今日では、「4R（refuse, reuse, recycle,

電気モーター、ラジオなどの優れた技術開発によってもたらされました。そして今日、金属、産を経て、大量の劣化プラスチックが「海洋プ「新しいものを生み出す」
研究目的は純粋な知の探求
花粉は不思議で驚くような存在。およそ
200µm

50µm

直径0.02mm 前後のごく微小な丸い粒で、のを生み出す」という純粋な知の探求が目的

不法投棄されたものだけでなく目的があっ２５万種類もの花粉があり、その全ての

北海道に植生する白い野草のサンカヨて設置・使用されているプラスチック製品

形状が異なっている。また、遺伝子を「守ウは露に濡れると花弁が透き通るという

replace）」、すなわち「なるべく使わない、使いだと考えています。皆さんには、自分の好きなも機械的、酸化的（光、熱など）、生物学

る」「遠くまで運ぶ」という二つの重大なミッ特徴がある。電子顕微鏡で観察すると、捨てをやめる、リサイクルする、交換する」こと

テーマの研究に存分に取り組んでいただきたい。

的劣化を受け、小さなマイクロプラスチッ

ション遂行のため、紫外線、低・高湿度、花弁の組織が風船のような空洞でできてセラミック、半導体、プラスチックなどの新しいが重要と考えられるようになってきました。さ

自分が好きなことなら、熱心に取り組めますよ

クの破片（マイクロメートル）に分解され、熱などどんな過酷な環境にも耐えうる強おり、その風船内が水分で満たされると材料や機械の開発により、私たちは健康、長寿、らに、セルロース、キチン、アルギン酸などの生ね。言い換えると、自分から興味を抱けないと、環境に再流入する。この微小さが問題に。

靭な外壁の材料と構造を持つ。

透明になることを突き止めた。

安全、利便性を手に入れました。しかし、人口

分解性の天然高分子は「環境にやさしい材料」

この研究室は大変かもしれません。

の増加に伴い、エネルギーや地球資源の浪費、と言われます。

学生には、学会で発表するところまで視野に廃棄物の生産も大幅に増加し、快適なライフ

研究室のテーマとして、植物や動物から取らスタイルの追求は世界中に環境破壊をもたられた天然高分子を含む機能性ハイブリッド材

実際に学会で発表することもありますし、学内す事態となりました。

料の作成、合成樹脂から作られたプラスチックの他研究室、他大学や海外との共同研究がで

本来、生きている自然の一部である私たち

材料の劣化についての研究、河川で増加してきる環境も整っています。さらに、国際化を強人間は、自然を保護・維持するべきでした。今いるマイクロプラスチックの調査などがあり、こく意識していますから、留学生との交流や英語

や、私たちには別の革命、自然環境の回復のたれからの環境保護にとって役に立つ研究を目でコミュニケーションを図る機会も用意していめの革命が必要です。カートハウス研究室では、指しています。

ます。いろいろなことを幅広く学びながら、今ま

環境にやさしいプロセスと材料の生産のために、

13的であるなど、大きなメリットを持つ高分子で入れてデータを蓄えるように指導しています。

でにない物質を自分の手で合成するという研天然資源に焦点を当てた研究を行っています。

究には、大きな夢と可能性があります。ぜひ、そプラスチックは軽くて丈夫で使いやすく衛生

うした新たな研究に積極的に挑戦してください。

企業等への提案

地域に向けてできること

天然高分子（キトサン、アルギン酸など）をベースに

環境問題の海洋プラスチックとマイクロプラスチック

したハイブリッド材料や薄膜の開発・作製・分析が可能の調査。千歳市内の河川、公園などのプラスチック調査。

です。

小中高等学校でのプラスチックの環境問題についての講義。公開講座を通しての市民への啓蒙活動。

14

高分 子 化 学 ・ 分 子 分 光 学 ・ 分 析 化 学

研究分野

光技術で骨や腎臓、血管、心臓の病態を解明する。
光技術でマスやサケの生態を調べる。光技術で生薬を調べる。
医師や地域と力を合わせ「生命」にアプローチ。

医療と幅広い分野で用いられています。特に、赤外イメージングやラマンイメージングは、化学情報を可視化できることから大変注目されています。木村研究室では、主に赤外イメージングやラマンイメージングによる硬組織 ( 歯・骨 )・
軟組織 ( 血管・心臓 ) の評価技術の開発と標準化，生薬・食品・材料の分析技術の開発と標準化などを行っています。

木村研究室
■専門分野

赤外イメージング・近赤外イメージング・赤 外 二 色 性
イメージング・ラマンイメージング・硬組織分 析・
軟組織分析・生薬分析・食品分析・薄膜分析

赤外分光法とラマン分光法は、物質の化学構造、状態を定性・定量的に分析する手法として、化学工業から食品、

KimuraLABORATORY

教 授・博 士（水産学）   木村研究テーマ研究テーマは、すべて他大学、独立行政法人、企業との共同研究です。

■ 応用化学生物学科

005

SEEDS

赤外イメージング・ラマンイメージングによる可視化・解析

廣美

硬組織・軟組織評価技術の開発

化 学 構 造 解 析、高 分 子 化 学、分 子 分 光 学、薄 膜、界面化学、分析化学、自己組織化、医用工学、食品化学

医工連携■明治大学農学部農芸化学科卒業■東京水産大学大学院水産学研究科食品生産学専攻
博士後期課程修了

A PPEAL POINT
アピールポイント

生物試料を対象とした新規計測・解析手法の開発と標準化の研究を行っています。現在は、赤外イメージング、ラマンイメージングによる骨粗鬆症モデル動物の骨質（材料特性および構造特性）解析を行っています。

医師らと力を合わせた「医工連携」の研究で「病態」の解明を、地域と力を合わせた研究で「生態」の解明を

赤外イメージ：トンボの翅
キチンの分布とつながります。ですから、慢性腎臓病の病態

すし、薬物動態を調べる上では企業や動物をを解明するには、腎臓だけでなく骨、心臓、血専門に扱っている方などの見識が欠かせませ管を調べる必要があります。このような病態のんので、そうした方々と、よく話し合いながら進解明のほかに、病気の早期発見や治療薬の開めていきます。業界が違うと文化が異なります

光を駆使した分析方法で長く骨の解析を発に役立つ新しい分析手法を開発したいと考から、そうしないとゴールを見誤ってしまいか
ねないのです。

行ってきましたが、今は骨の代謝に関わり合いえています。実は、ここで開発を目指しているのある腎臓、血管、心臓も研究の対象にしてい分析手法は、生薬の分析やヒメマス、ベニザケ

だからこそ私は、この研究の面白みは異文ます。また、北海道と関わりがある生薬や、千の生態の解明にも役立ちます。ヒメマスは支化コミュニケーションでもあると思っています。

歳市と深い関わりのあるヒメマスやベニザケの笏湖に生息し、ベニザケは美々川に遡上します。

共通の目的を持ち、みんな同じ方向に向かって研究にも取り組んでいます。骨粗鬆症は骨の地域と力を合わせて、光技術でその生態を明コミュニケーションできるのが非常に楽しいです。

量が減って弱くなり、骨折しやすくなる病気で、らかにします。

しかも、多くの人に役立つ生命に関わる仕事ことが知られるようになり、病気の原因や程度
で骨の状態が違うこともわかってきました。しかし、どうして骨の状態が変わるのか？薬でど

地域連携
ベニザケ
( 美々川 )
ヒメマス
( 支笏湖 )

椎骨の赤外イメージができることは、とても幸せなことだと思います。

加齢とともにその患者数は増加します。最近では、慢性腎臓病や糖尿病でも骨粗鬆症になる

サケ・マスのミネラル代謝

あなたの本当にしたいことは何ですか ? この研究室で一緒にやりましょうのように回復するのか？その詳細について、ま

私の研究の大半は他大学や企業、医療機関

だまだ調べる必要があります。慢性腎臓病はなどとの共同研究です。協力いただける限り外進行すると、人工透析※1が必要になります。そ部から入ってもらおうと要請しています。基本

して、血管や心臓の病気発症のリスク増加へ的に医師の力を借りないとできないテーマで私は、学生の潜在能力を掘り起こすことにも情熱を注いでいます。目的を持って研究し、結企業等への提案

果を出してほしいです。そうすれば自信がつきます。まずは自分の興味・関心に気付いたら行
動することです。あなたのやる気がこの研究室で実を結ぶことを期待しています。

地域に向けてできること

生物試料の分析、特に実験動物から摘出した硬組

赤外分光法やラマン分光法による生物試料の分析

織（骨質解析など）や軟組織の可視化・解析を行いま法を開発し、動物の硬組織や軟組織を評価しながらす。分析には赤外イメージング、ラマンイメージング、医工連携に努めます。また、道産の加工食品や包装

走査型電子顕微鏡（元素マッピングも含む）などを用

材料の分析を行うことで北海道の食の安全、安心を

います。

守ります。

※1「人工透析」 働かなくなった腎臓に代わって、機器で人工的に血液を浄化する治療法。1回4〜5時間、週に何回も実施が必要になることもあります。

15

16

物性 化 学 ・ 機 能 性 化 学 ・ 蛍 光 色 素

研究分野

金属錯体と水素結合を利用して「光り輝く新たな分子」づくりを行っています。

私たちの体を構成する主要成分、水、タンパク質、核酸の性質や機能には、水素結合という化学結合の存在が大きく関わっています。水素結合は、タンパク質の立体構造やＤＮＡの二重らせん構造の形成に携わることでそれら分子の機

Sakai
LABORATORY

能発現を支える一方、水が水素イオン（プロトン）の輸送媒体となるように、電荷輸送（プロトン移動）反応を媒介するという働きをします。つまり、水素結合は前者のような静的な作用に加え、後者のような動的な作用も示します。
当研究室では、水素結合の動的な側面を生かした物質開発を進めています。水素結合を取り囲む周りの環境を設計

坂井研究室
准 教 授・博士（学術）   坂井■専門分野水 素 結 合の科 学と応用・蛍 光 性を中心とした様々な機 能 性 物 質の開 発

研究テーマ

したり
（分子設計）、電荷状態を変化させたり（酸化還元）、光を照射したりすることによってプロトン移動反応を制御し、蛍光特性を中心とした様々な機能性をもつ物質の創成を目指しています。

賢一

研究室での物質開発の流れ
建物を建てるのと似ています。

錯体化学、物性化学、化学生物、生体系研究に役立つ光機能性金属錯体の開発■ 応用化学生物学科

006

SEEDS

蛍光性物質の用途（1）
材料としての用途の一例：有機 EL 用発光材料

①設計

②建築

③完成

①分子設計

②分子合成

③同定・評価■東邦大学理学部生物学科卒業■北陸先端科学技術大学院大学材料科学研究科物性科学
専攻博士後期課程修了

A PPEAL POINT
アピールポイント

水素イオン（プロトン）の動きを制御することで新コンピューターも使います。 白衣を着て実験します。

たな物性や機能の創発を目指す“プロトニクス”の考えのもと、新規プロトン移動型蛍光材料の設計・合成（基礎研究）を行っています。

研究室で合成された水素結合を組み込んだ光る分子。

様々な装置を使い解析します。

当研究室で開発した蛍光性物質

蛍光性物質の用途（2）
試薬としての用途の一例：
蛍光プローブ（見えない物質を捕らえて光ることで見えるよ
うにする試薬）クラゲから緑に光るタンパク質（GFP）
を発見
2008年ノーベル化学賞

下村

脩 先生

最近の研究成果
医療分野などでの活用を意識して分子を設計

野に貢献できるレベルにまでもっていきたいと考えています。

分子を合成、評価する研究を通して科学を純粋に楽しんでほしい

化学は物質を対象とした学問です。物質はもう一つの研究テーマは水素結合※２です。

亜鉛などの金属元素のほかに、生体内で重無機物と有機物に大きく分けることができます

我々は水素結合を組み込んだ分子の開発を進

要な働きをする分子を見つけるためのプロー

が、この研究室で扱っている金属錯体※１といめています。水素原子の原子核をプロトンといブも研究しています。例えば、アレルギーや食うのは、有機分子の中に金属イオンという無いますが、分子の中の電子の状態を制御する

中毒に関係するヒスタミンという分子。最近、機物のパーツを組み込んだ、有機物と無機物ことで、水素結合を形成するプロトンの挙動を我々の研究室ではヒスタミンと特異的に結合の両方の特徴を兼ね備えた物質です。この金自在に操ることが可能になります。有機分子して色が変わる金属錯体の開発に成功しま属錯体をベースに、光ったり、電気が流れたり、で光るものはたくさんありますが、溶媒に溶かした。この金属錯体にもやはり水素結合を組磁石になったりと、さまざまな機能性を持つ物

した状態で光っても、粉の状態では光らなくなっみ込んでいます。

質の創出を目指しています。

てしまうことが多々あります。ところが、水素結化学は日本のお家芸なので、将来の日本の合のプロトンを操ることで、粉の状態でも強く化学を担うような人材が生まれればと思って目的の一つは医療への貢献です。鉄、銅、亜

17

識分子）
と呼ばれますが、将来的には医療分鉛などの金属は我々の体にも無くてはならな

光らせることができます。この性質は有機ＥＬいます。目先のことだけでなく、もっと大きな夢い存在で、それらが細胞の中のどこにあって、の材料に適していて、従来よりもっと強く光らを持って、大学では純粋に科学（とりわけ化学）

どのような働きをしているのかを調べることはせたり、さらにはレーザ光を出す有機ＥＬの実を楽しんでもらいたいと思っています。有機物

重要な課題です。現在、亜鉛と特異的に反応現も期待できます。

と無機物が合体した金属錯体、そのバラエティ

する試薬を開発しています。試薬が亜鉛を見亜鉛を特異的に見つけて光る分子にも、実は無限です。大学４年時の卒業研究で合成す

つけ出し、そして亜鉛と結合する、つまり金属は水素結合を組み込んでいます。それ故、亜鉛る分子も世界初の分子です。それがよく光った
りするとすごく感動しますよ。

錯体になります。この金属錯体がよく光るならと結合してよく光ります。ですから、“ 水素結合 ”

ば、細胞の中での亜鉛のありかや挙動を知るが我々の研究室を象徴するキーワードになることができます。このような試薬はプローブ
（標

でしょう。

※1「金属錯体」 金属イオンの周囲に有機分子が結合した複合体。金属錯体は血液中の赤血球が行う酸素の運搬や抗がん剤などにも利用されています。
※2「水素結合」 水素の原子核「プロトン（水素イオン）」を介した弱い分子間の結合。水やDNAが代表的。

2018年 ドイツの学術雑誌に掲載

2018年
大学院修士課程修了
学部４年生や大学院生の研究成果
は、主に海外の科学雑誌に論文として発表しています。

企業等への提案

イオンを感知し、その濃度に応じて蛍光色をフ
ルカラー（赤・青・緑・白）に変化させる世界初の蛍光色素

地域に向けてできること

無機イオンや生理活性アミン、水分子など特定の物

高校生を主な対象として、大学の化学系研究室では質にだけ反応して蛍光特性が変化するような蛍光プロー

どのような手順で新たな有機化合物を作り出している

ブの開発を進めています。何かの微量成分を感度良くのかを「有機蛍光物質の開発研究」を通してわかりやす

検出したいというご要望があればご相談ください。

く解説するアウトリーチ活動を行っています。

18

バイ オ ミ メ テ ィ ク ス

研究分野

例えばヘビや昆虫、
タマムシ、
フジツボ。
生物の機能に学んで新しい材料を作ります。

自然界にはさまざまな機能を持った、優れた表面がたくさん有ります。例えば、蓮の葉は良く水を弾く、超撥水性をもっていて、雨が降ると勝手に汚れが落ちる、セルフクリーニング表面として知られています。また、蛾の目は暗い夜間飛ぶた

Hirai
LABORATORY

めに少ない光を効率的に吸収する必要があり、光を反射させない無反射機能をもっています。これらのように自然界の機能性表面を模倣し、優れた材料を作製する分野は“バイオミメティクス”と呼ばれ、近年非常に注目を集めています。
平井研究室では、実際にサンプルの採集から観察、解析を通して自然界の表面機能を学び、人工的に機能性材料を平井研究室
准 教 授・博士（工学） 平井■専門分野

自然に学ぶ機 能 性 表 面の作 製と物 性の解 析研究テーマ

作製することを目指して研究しています。

■ 応用化学生物学科

007

SEEDS

タイヤのゴムで水滴の動きを制御する悠司

蓮の葉のように、微細な構造によってタイヤのゴムの“ 濡れ ”を変えることで、水を完全に弾いたり、表面に吸着させたりすることができる。

自己組織化、バイオミメティクス、
ナノテクノロジー、界面化学、コロイド化学■北海道大学理学部化学科卒業■東北大学工学研究科バイオ工学専攻博士後期課程修了

A PPEAL POINT
アピールポイント自然界の優れた機能性表面を探索する基礎研究と機能性を生み出している原理を抽出して機能性材料として再現する応用研究を両軸に、企業との共同研究も積極的に行いながら研究を進めています。

研究室で飼育しているフジツボ。

生物が持つ構造やその機能を理解して、新しい材料を創製になってしまいます。私達はマダラシミの体表はデアを生み出すためには、これまでに他の人が摩擦を減らす機能があるのではないかと考えて、やって来なかったこと、既存の研究分野に囚わ

体の表面の観察や摩擦力の測定を行っています。

れない隙間や境界分野が大事です。生物系研

研究のテーマは、「自然に学ぶモノづくり」です。

一方でフジツボは、海水が浸かるところにはだい

究者、材料系研究者、そしてこれからは情報系

生き物は生き残るために進化の過程で様々な機たい生息していて、様々な問題を引き起こしてい研究者が手を取り合って研究をする必要がある

能を生み出してきました。有名な例はハスの葉のます。少し前までは化学物質、すなわち毒を利用と言われています。しかし、そういった連携はな

超撥水性で、雨水をはじくついでに葉の表面の汚して付着を防いでいましたが、様々な海中生物にかなかうまくいきません。深化してしまったそれ

れを洗い流して葉の表面をきれいに保ち、しっか悪影響がでてしまうため、現在ではどんどん禁止

ぞれの研究分野には難しい独特な文化、言葉がりと光合成ができるようになっています。その「水されていっています。そのため、フジツボが付かあり、お互いの研究をしっかりと理解するのが困をはじく」という技術はかんたんな物理学で説明ない新しい材料を開発する必要が出てきています。

難だからです。私達の研究室は新しい材料の開することができるため、よく水をはじく傘やヨーグ

私達は新しい材料を開発するためには、フジツボ

発を目的とした化学系の研究室ですが、フジツルトが付かない容器の蓋などの開発につながっはどのような表面に、どのように付着するのか、フボやマダラシミを育て観察、測定しています。また、ています。このような、自然界の優れた機能を理

ジツボのことをきちんと理解することが重要だと作った材料の機能を測定するとともに、かんたん

解して新しい材料を作り出す分野は「バイオミメ

考えて、フジツボの飼育も行いながら基礎的な研なシミュレーションによってその機能がどのようティクス」と呼ばれていて、持続可能な社会にし究も同時に進めています。

に生み出されているのかもあわせて解析します。
難しい生物や情報の研究はできませんが、材料ていくための技術として注目されています。
私達の周りには様々な生き物がいます。そのな
かでも、私達の研究室ではマダラシミという小さな昆虫と、海の岸壁などにくっついて生活してい19

生物 × 材料科学 × 情報学、分野の垣根を取り払う

るフジツボに注目して、実際に飼育しながら機能

新しい材料を生み出すためには、他の人にはの研究を中心に幅広く様々な分野にも挑戦してみることで、他の分野の研究者との理解もより深まり、本当の意味で異分野連携が達成できる、
これまでにないアイデアや材料が生み出されるとの解明を目指しています。例えばマダラシミは狭ないアイディアが必要です。私達の身の回りには信じて研究を進めています。本当に知りたいことい隙間に潜んで生活しているので、その体はよく便利なものが溢れています。このような科学技があるのなら何にでも挑戦してみる心意気、何が擦れてしまいます。もし体表の摩擦が大きければ術が発展した現代社会において、新しいモノをどうして起きているのか、イメージする力が求め体はすぐに削れてしまい、生きていくことが困難生み出すのはとても難しいことです。新しいアイ

られています。

生き物から直接学び、優れた材料を作り出す■研究室で飼育しているフジツボ■フジツボのライフサイクル■生物表面を含めた様々な表面でフジツボを飼育

フジツボは発電所等の取水口に付着し、大きな問題となっている（除去費用だけで年間3億円とも）。研究室ではフジツ
ボをはじめとした生き物も飼育しつつ、生き物と人工材料表面の関係性を調査し、これまでにない材料を開発することを目的としている。

企業等への提案

地域に向けてできること

我々の研究では微細構造に由来する機能に着目して電子顕微鏡を主体とした微細構造の観察や、各種

おり、さまざまな微細構造の作製方法、観察、分析、評

材料の機能測定についての知識や装置の供与が可能

価技術を有しています。具体的には超撥水性や低摩です。

擦、防汚材料を中心に研究を行い、それに関連する技術を有しています。

20

カー ボ ン お よ び 関 連 材 料 の 化 学 と 応 用

研究分野

研究対象はカーボン材料。世界的にも注目される分野の一端にふれられます。

カーボン含有複合材料の開発、環境浄化材料の開発、関連する化学反応過程の解明

カーボン材料（炭素原子が集まってできる材料）
は、材料として優れた様々な物理化学的性質や機能性を持ち、実用化技術が積極的に研究されています。古くから知られているものでは活性炭や黒鉛などが様々な目的で利用されており、TakadaLABORATORY

また近年では炭素原子が規則的な配列で結合した微小粒子であるナノカーボン（カーボンナノチューブ、
フラーレン、グラフェン、
ナノダイヤモンドなど）
が、電子工学や機械工学など幅広い分野での利用が期待されています。さらに、カーボンと類似の構造を持つ各種の物質が知られており、環境汚染物質の分解など様々な応用が試みられています。

髙田研究室
教 授・博 士（工学）   髙田
■専門分野

研究テーマ

この研究室では、カーボン材料を様々な目的に利用するための複合材料の作製法や化学的処理法、作製した材料の機能性や反応過程などを、色々な方法を駆使して研究しています。

知哉

ポリマー/カーボン複合材料の研究例■ 応用化学生物学科

008

SEEDS

環境浄化用カーボン材料の研究例

カーボンおよび関連材料の化学と応用■北海道大学工学部応用化学科卒業■北海道大学大学院工学研究科分子化学専攻博士後期
課程修了

A

PPEAL POINT
アピールポイント

現在は、ポリマー /カーボン複合材料およびメソ
ポーラスカーボン材料の作製方法と応用を研究しています。電気伝導性材料、熱伝導性材料、
ソフトアクチュエータ、環境浄化材料などを指向した研究に取り組んでいます。

カーボンを素材としてこれまでにない新たな材料を創り出す

りやすいレジンを作ることにも取り組んでいます。

持つため、汚染物質の分解など環境浄化に利れており、加工のしやすさや外観などの点で優用するための研究を行っています。

いま力を入れている研究テーマは、カーボン

れていますが、熱が伝わりにくいため口内での温度の感じ方に難があるとされています。ナノダ

良いところを併せ持つ新しい材料を創製するこ

イヤモンドは熱伝導率が非常に高く、また生体とです。最近の取り組みの例としては、カーボン適合性にも優れるため、ナノダイヤモンドをレジ

ナノチューブ という炭素粒子を温度応答性ハンと組み合わせることで温度を自然に感じられ

持続可能なテクノロジーを目指し
日々研究に取り組む
カーボン材料の面白いところとして、各種のイドロゲルに入れることによって、赤外線に反安全性も高いレジンが実現できると考えていま

合成反応を使って構造を変化させることがで応して変形や体積変化をする材料を作るというす。歯科材料として利用する場合、強度や美観

きる有機材料としての側面と、電気伝導性やテーマがあります。温度応答性ハイドロゲルは、も考える必要があるため、歯学系の研究者との熱伝導性、力学的強度といった優れた物理的ある温度を境として膨張や収縮をするゲル材料

共同研究として取り組んでいます。

で、機械材料や薬物輸送材料など様々な応用

表面細孔のサイズが制御された構造をもつ多孔質炭素粒子（メ
ソポーラスカーボン）を化学処理し、表面にジルコニウムイオン

較的少量の ND 添加で、熱伝導率が向上するとともに、外観も（Zr4+）を担持させた粒子のX 線光電子分光（XPS）
スペクトル。

大きな影響を受けないことがわかりました。熱伝導性に優れる

Zr4+ の担持量が、粒子の細孔サイズに依存することが確かめら

NDを用いることで、義歯使用時も飲食物の温度を自然に感じれました。このような情報が、環境浄化材料としての性質を評取れるようになることが期待されます。

価する際の手がかりになります。

て化学反応を促進する光触媒としての性質を義歯の土台となる義歯床にはレジンが広く使わ材料とほかの材料を組み合わせて、それぞれの※１

21

フィルム状に成形したカーボンとポリマーの複合材料
が熱を発生する様子をサーモグラフィーで計測。

歯科用のレジン（義歯の土台になるポリマー材料）に、ナノダイ
ヤモンド（ND）を添加した材料の熱伝導率と外観の変化。比

温度変化に伴う水の出入りにより膨潤・収縮を繰り返す性質を

上記のメソポーラスカーボンを用いて測定した、水中のフッ化もつポリアクリルアミド/ポリアクリル酸複合ゲルに、カーボンナ

物イオン（F–）吸着量の比較。Zr4+ 担持量と同様にF– 吸着量もノチューブ（CNT）
を添加して赤外線照射のON•OFFを繰り返細孔サイズに依存することがわかります。このような結果と、材した際の温度と膨潤率の変化。赤外線照射によりCNT が発熱料の構造・成分に関するデータを比較することで、より高機能なし、ゲルの膨潤を引き起こすことがわかりました。このときの体

環境浄化材料を作製するための方針について検討することがで積変化を利用して、赤外線で操作可能な機械パーツなどへの応きます。

用が期待されます。

性質を持つ無機材料としての側面を併せ持っ

これら複合材料以外のテーマとしては、環境ているという点があります。また、炭素は地球が研究されているものです。カーボンナノチュー

浄化へのカーボン材料の応用があります。浄水上にきわめて豊富に存在し、植物系資源や廃ブは、赤外線の熱への変換効率や放熱の効率や脱臭などのために、活性炭などの炭素系素

棄物などからも得られるため、これらのものをが非常に高いため、赤外線照射・停止に伴う温材が吸着剤として利用されてきましたが、吸着利用して素材として再生させることは資源の循度の上昇や低下を迅速に引き起こすことができ剤の表面の形や化学構造を制御することで特環の観点から大きな意義があります。

ます。カーボンナノチューブを使うことで、赤外定の成分をより効率的に吸着できるようになりノーベル化学賞受賞者の H. W. Kroto は線のON・OFFによるゲルの変形のリモートコン

ます。実際の環境下でターゲットとなる成分だ「２１世紀は炭素の世紀」と語っています。カートロールが可能になると考えています。また、別けを吸着できる材料を創製するため、様々な試

ボンの科学は、社会や環境の持続可能性を背のテーマとして、ナノダイヤモンド※2という炭素みを行なっています。また、炭素材料に関連す景として国際的にも積極的に研究されている粒子と、歯科材料として用いられるプラスチックる物質としてグラファイト状窒化炭素（黒鉛と分野であり、そういった研究の一端に携わるこ

素材
（レジン）
を組み合わせることで、熱が伝わ同じ構造で、窒素を含んでいる）
があり、光によっとができるのは大きな魅力です。

※1「カーボンナノチューブ」 炭素が円筒状に配列したナノカーボン。ハニカム構造の平面状物質であるグラフェンが筒になった構造を持つ。
※2「ナノダイヤモンド」 炭素の結晶であるダイヤモンドと同じ構造を持つナノカーボン。粒子のサイズは数ナノメートル程度である。

企業等への提案

地域に向けてできること

カーボン材料の表面処理や、ポリマー /カーボン複実験用の光源や加熱装置は、各種試験などの目的に合材料の試作などの場面でご協力可能です。また、減ご提供可能です。ほかには、共通基礎科目の化学を担

圧 / 不活性雰囲気中での熱分解（1000℃程度まで）に当しており、種々の機器を用いる演示実験にも取り組ん

よる少量サンプルの炭素化実験も行うことができます。

でいるので、教育面でのご相談にも対応いたします。

22

透明 ポ リ マ ー 材 料 ・ 高 分 子 オ プ テ ィ ク ス

研究分野

研究のカギは「本質」と「融合」。
「透明なポリマー材料」の高性能化を追求し次世代光技術への応用を目指す。

ポリマーの屈折率予測、透明性制御
透明ポリマーの光物性値予測システムの開発
植物由来透明材料の光学特性

透明なポリマー材料が、ディスプレイ用光学フィルム、レンズ、光ファイバなどに用いられ、光技術分野を支える重要な材料となっています。さらに、フィルム型の次世代照明、フレキシブルなディスプレイなど、次世代光技術への応用が期待されています。これらを実用化するためには、屈折率制御、複屈折制御、高透明化など、透明ポリマーの光学特性を高谷尾研究室
教 授・工 学博士    谷尾研究テーマ性能化するとともに、耐熱性や熱膨張性などの特性を向上させていくことが必要です。
谷尾研究室では、透明ポリマーの高性能化をめざし、ポリマーの光学特性について理解を深める研究を行っています。
また、透明な紙など植物由来の透明材料も研究対象です。

宣久

光ファ
イバー
光ファイバ

コミュニケーション■専門分野■ 応用化学生物学科

009

Tanio
LABORATORY

SEEDS

情報・通信

透明ポリマー材料、高分子オプティクス
ディスプレイ⽤光学フィルム■慶應義塾大学工学部応用化学科卒業

光ディスク■慶應義塾大学大学院理工学研究科応用化学専攻後期博士課程修了次 世 代 光 技 術 を担 う

タッチパネルA PPEAL POINT
アピールポイント透 明 ポ リマー 材 料
次世代光技術を担う透明ポリマー材料の高性能化を目指しています。透明ポリマー材料の光学特性（透明性、屈折率）の高性能化に関する研究、また、透明光学材料としての「紙」の可能性を追求する研究をしています。

柔らかさ
研究対象の透明ポリマー。
「つくる」、「はかる」、「考える」を繰り返して、高性能化を追求します。

加工性
次世代照明

フレキシブルディスプレイ
軽さ

低環境負荷
薄さ

光技術分野で用いられる
透明なポリマー材料の高性能化を追求
光技術の発展において、透明な材料が果たな太陽電池、フレキシブルなディスプレイなど、プレイを見やすくするためには、用いられていこれからが楽しみな次世代光技術です。これる光学フィルムの透明性を高める必要があり

らを実用化させるには、ポリマーの光学特性をます。

高性能化するとともに、ガラスに比べて劣っていた耐熱性や熱膨張性などの特性を向上させ

特にガラス材料は、長い歴史を持ちます。一方、光学特性を高性能化すればよいでしょうか？

る必要があります。また、研究を新たなステー

透明なポリマー ※1 材料も、柔らかさ、軽さ、物の性質はその構造と関係があります。ですジへと飛躍させる時、異なる分野との交流・融加工のしやすさといった高分子材料の特長をから、光学特性の高性能化のためには、ポリ合が重要になります。

生かし、光技術分野に貢献してきました。特に、マーの構造と光学特性の本質的な関係を理

実は最近、木材などの植物繊維をナノレベガラスが使われていたところをポリマーに代え解し、その能力を最大限に発揮させてやるしかルまで解したセルロースナノファイバー※2からることにより機器の小型化、薄型化、軽量化がありません。そこで、私たちの研究室では、「つ透明な紙を作れることが分かりました。そこで、達成されました。その象徴がブラウン管テレビ

くる」
、
「はかる」
、
「考える」を繰り返し、ポリマー

透明な紙の次世代光技術分野における透明から薄型テレビへのチェンジでしょう。そして、の本質に迫る研究をしているのです。

材料としての可能性を追求する研究を、林産

現在、透明ポリマーは、テレビやタブレットなど学が専門の先生と共同で実施しました。大学のディスプレイ用光学フィルム、CDやDVDなの森の木々を見て、持続可能な社会に貢献す用いられ、光技術分野を支える重要な材料と持続可能な社会に貢献する
新しい透明ポリマー材料を次世代光技術に応用

光技術分野で使われる透明ポリマー材料

そして今、透明ポリマーによる新たな光技術には、光学特性の高性能化が要求されていまのステージが始まろうとしています。それは、す。例えば、光ファイバ材料には究極の透明性

ポリマーの柔らかさ、軽さを一層生かした応用

ロールtoロール方式
による大量生産性

省エネルギーです。フィルム型の次世代照明、フレキシブル

屈折率を高めることが必要です。また、ディスでは、どのようにして透明性や屈折率などのなっています。

23が要求されます。レンズを薄くするためには、してきた役割は極めて大きいものがあります。

どの光ディスク、各種レンズ、光ファイバなどにレンズる新しい透明ポリマー材料の可能性に胸を膨らませています。透明ポリマー材料について本質的な理解を深め、異分野との交流・融合を行い、楽しみな次世代光技術の発展に貢献したいと考えています。

※1「ポリマー」 多くの分子がつながった巨大分子のことで、日本語では「高分子」と訳されています。プラスチックやゴム、繊維などはポリマーからできています。また、DNAやタンパク質、
植物繊維の主成分であるセルロースなどもポリマーです。
※2「セルロースナノファイバー」 植物繊維をナノレベルまで解すことにより得られる繊維状物質。高強度で軽く、熱膨張も小さいという魅力的な性質を持ちます。

フレキシブル太陽電池

ウェアラブルエレクトロニクス

健康・医療

透明な紙

エネルギー
環境

企業等への提案

地域に向けてできること

以下のような技術・知見を有しています。
ご相談ください。

①訪問講義（講義テーマ例：「今こそ知りたい！ 透明なポリマー」、「化学の魅力、研究の魅力」等）②子ども化学実験（実験テーマ例：「スライムを作ろう！」、「ポリマーを楽しもう！」
等）③研究室見学④技術相談①透明ポリマー材料の光学特性の高性能化技術（屈折率制御、高透明化）②透明ポリマーの光物性値予測システム③植物由来透明材料の光学特性24有機 化 学研究分野

目には見えないものをゼロから。
有機合成だからできる「ものづくり」
を。

高 難易度 分 子 変 換 反 応を指 向した
効 率 的な有 機 合 成 反 応の開 発

当研究室は、遷移金属を触媒として使う有機合成反応の開発に取り組んでおり、現在はパラジウムを使った多成分連結型の反応を手がけています。有機合成反応は2つの成分を反応させて化合物をつくるのが一般的ですが、当研究室がHorinoLABORATORY

開発した方法では、触媒を使って3成分もしくは4成分の化合物をショートカットでつくることができます。
金触媒を使った新しい有機合成反応の開発も進めています。金触媒による有機合成反応の開発は世界中の研究者がしのぎを削っており、2000年から現在にかけて「ゴールドラッシュ」と呼ばれるほど多くの研究例が報告されています。

堀野研究室
教 授・博 士（工学）   堀野
■専門分野

研究テーマ

また、
「ラジカル反応を用いた新規分子変換反応」などの開発にも成功しているほか、「アレニリデン金触媒を経由する世界初の触媒的分子変換反応」を発見し、その性質解明に取り組んでいます。
こうした「ものづくり」をするための“ 道具 ”を開発することによって、より効率的で短工程での有機合成反応が可能に■ 応用化学生物学科

010

SEEDS

なります。これらの研究を通して、例えば医薬品の開発など幅広い分野に貢献することを目指しています。

良和

遷移金属触媒を用いた新規分子変換反応の開発

有機合成化学、有機反応化学■長崎大学工学部応用化学科卒業■長崎大学大学院生産科学研究科海洋資源学専攻
博士課程修了金（バルク）A PPEAL POINT
アピールポイント

一価の金錯体

これまでの有機合成反応では実現が難しいような高難易度の分子変換を目指した有機合成反応の開発と反応機構の解明まで、包括的に研究しています。

有機化学の知識と技術で新たな材料も技術も開発
専門分野の有機合成化学とは、有機合成

金（バルク）
は化学的に不活性ですが、一価や三価の金錯体はこれまでの有機化学では成し得なかった分子変換反応を可能にします。

の薬を開発する時、工程数が10段階よりも5を建てる時にも設計図はありますが、設計者段階で済む方が、必要な資源も廃棄物も少な

は家を建てるわけではありません。有機合成

くなります。現代社会では、限りある資源を有化学の場合は、すべて自分の手でつくれること

効活用するため無駄なプロセスをできるだけが面白さ。目には見えないものをつくり上げてによって望みの化合物をつくること。建築に減らしてショートカットでものをつくることが求いくことに、ワクワクしてくれるような学生が出例えるなら、ビルや家を建てることです。もうめられており、私も既存の技術の改良ではなく、てきてくれるとうれしいです。

一方の専門分野の有機反応化学とは、ビル

ものづくりの根幹から変えることを目的に研究や家を建てるための道具を生み出すものといを進めています。

えます。

ほかにもこれまで、医薬品開発の研究など

いく仲間同士。それぞれがやっている仕事に

有機合成化学の私の研究例を一つ挙げるに関わってきましたが、今後は地元・千歳市の対して、意見を言い合えるような関係でいたい

なら、固体状態で発光する有機蛍光材料の産業や需要に自分の技術を活用する共同研究と思っています。学生は時に、突拍子もないこ

開発があります。溶かした状態で発光する材などにも取り組んでいく考えです。

とを見つけたりします。経験や知識があるとど

料は実用化が進んでいて、コンサートなどで使われるケミカルライトもその一つです。ただ、もっと強い光が欲しくても、溶液の濃度を濃くしてしまうと化合物同士が干渉して発光の25

研究室の中では、学生と教員という立場ではなく、同じ方向性を持って研究に取り組んでうしても固定観念があるため、予想に基づいて分子設計と合成経路の立案から合成まですべてを自分の手で研究を進めがちですが、学生は選択肢を排除
しないで取り組めます。1年間の研究活動でも、想像を超えた何かを見つける可能性は十分あ機能が低下してしまうといった問題がありま「ものづくり」には、建物や乗り物などをつくります。金を触媒に用いて新しい化学反応をす。固体になった時だけ光るこの材料であれる目に見えるものづくりの分野と、有機合成化

生み出す研究、痛みを和らげる作用のある有ば、固体をたくさん集めれば強く光らせること学のように目には見えないものをつくる分野が機化合物の開発などに取り組んでいきます。

ができますし、例えばインフルエンザウイルスあります。目には見えないものをゼロからつく研究活動を通じて、有機化学の知識をつけの検出など、これまでとは違う用途に使うことり上げていくからこそ難しさがありますが、感るのはもちろんですが、ディスカッションやプレもできます。

動も大きい。私たちが有機化合物を合成する

ゼンテーションの機会も重視し、話す力や伝え

有機反応化学の研究では、新たな分子創製

時には、まず分子設計と合成経路の立案を行る力など社会で役立つ能力も身につけてほし技術の開発に取り組んでいます。例えば何かい、フラスコの中でものをつくっていきます。家

いと思っています。

企業等への提案

地域に向けてできること

有機化合物の合成だけでなく、製品に不純物として食品、香料、天然成分などの微量有機化学物質の化

含まれる有機化合物の同定や化学合成を行うことがで学合成を行うことができます。また、それらを分析する

きます。また、天然成分の化学合成にも対応できます。

ための情報や装置の提供が可能です。

26

デジ タ ル × 生 物 学

研究分野「デジタル×生物学」。生物が持つ超高機能情報処理能力の理解・利用へ。

生 物が持つ超 高 機 能 情 報 処 理 能力の
理解と応用

研究テーマ

諸橋研究室は、生物が持つ超高機能情報処理能力の理解と応用に向け、「デジタル × 生物学」をコンセプトとして、
実験生物学的アプローチと情報科学的アプローチの二刀流で研究に取り組んでいます。

Morohashi
LABORATORY

主に生体内ネットワークをベースに、生物にとってのネットワーク構造の有用性の解明や、低分子化合物 ( ポリフェノール)の生体内ネットワークへの関わりを解明することで予防医学への適用を目指しています。

諸橋研究室
教授・博士（バイオサイエンス）   諸橋■専門分野諸橋研究室の研究テーマ例

賢吾■ 応用化学生物学科

011

SEEDS

抗がん剤の副作用のメカニズムに迫る
抗がん剤の分子標的薬は、一般

ネットワーク生物学、システム生物学、
情報生物学、合成生物学

的には副作用が軽度とされています
が、重篤な副作用が引き起こすケー■東京理科大学理工学部応用生物科学科卒業

スがあることから、そのメカニズム■奈良先端科学技術大学院大学バイオサイエンス研究科
博士後期課程修了の解明に取り組みました。研究では副作用に着目し、副作用が似ている
薬剤に共通するネットワークが存在するかを解析。図の上段「薬剤間のA

PPEAL POINT
アピールポイント副作用類似性ネットワーク」と、下段見出すこと、新たな価値を創造することを意識しています。何かと何かの関係性が生み出すネット
ワークをさまざまな視点から捉え、生体内におけるネットワークの意味や意義を解明します。

生物学と情報科学の二刀流でブレークスルーを目指す
生物は、環境に適応し、生き残り、子孫を残すために、膨大な情報の取捨選択を絶えず行っ

ネットワーク」のオーバーラップして生物学と情報科学 の融合で生命を追究する「デジタル× 生物学」
(DxBio:Digital transformation in Biology)

場合にデジタル化は相性が良く、例えば遺伝

物学と情報科学の二刀流でテーマに挑んでい情報はゲノムにコードされた「ACGT」という4きます。

つのテキストデータの羅列です。遺伝情報を解読することと、新聞から意味のある情報を導き出すことは、ほぼ同義といえます。

ています。しかし、生物が備えているこの超高デジタル × 生物学は、近年の技術革新の成自分にとって面白いことを強いハートでやり続けよう

機能情報処理能力は、いまだに再現できてい果によって生まれた新しい分野です。生物が研究室では、学生の自主性を重視。それをません。深層学習のもとになったニューラルネッ

微細なレベルで行っているデジタルデータを

私がフォローしていくスタイルです。生き物にトワークですら、ほんの一部分を利用したに検出できるようになったことで、これまで定性関係することであれば、医学や薬学、農学など

すぎないのです。人間を取り巻く情報が指数的にしか扱えなかった生物データを定量的に幅広い分野のテーマも考えられますし、それぞ関数的に増加し続けている現代社会において、扱えるようになりました。これにより、仮説でれが面白いと思うことに取り組んで、私の知ら生物が持っている超高機能情報処理能力を利あったさまざまな生命現象を、デジタルデー

ない、あるいは私を打ち負かしてくれるような用できれば、大きなブレークスルーが起こせる

タによってようやく実証できるようになったわ

ことを見つけてくれたらと期待しています。主に違いない。私は、生物が持つ超高機能情報けです。

体的に研究に取り組んで、面白い !という感覚

この研究を進めていく上で重要なのは、デーを抱く経験を学生時代にしてほしいと思っていタの取得と解析です。データを取得するためにます。ただ、自分が面白いと思うことをやり続

科学的に生物情報処理システムを理解するは、例えば植物を育てるところから始めて、最けるには、強い信念と自信が必要ですから、研には、定量性が必要です。気分や感想では科先端の分子生物学手法による作業に取り組み

究活動を通して、強いハートを育てていければ学に重要な再現性を確保できませんから、生ます。そこで得られるデータは超膨大で、1つとも考えています。それはきっと、卒業後にも生かせる力になるはずです。

処理システムの仕組みの解明とその利用を最終目標として研究に取り組んでいます。

27「タンパク質 - タンパク質相互作用

基礎研究をベースに、社会に貢献できる何かを物が扱う情報を定量的、すなわちデジタルデーの実験によってテラバイトの情報が得られるこタとして扱う必要があります。それが、「デジタともあります。そうしたデータを解析するため

ル × 生物学 (DxBio:Digital transformationに必須なのが、コンピュータを用いた情報科

展させ、社会に広めていくことに、これからぜ

in Biology)」です。そもそも生物情報を扱う学的なアプローチです。私たちの研究室は、生ひ一緒に取り組んでいきましょう。

まだ新しい研究分野だからこそ、研究を進いる部分が、薬剤が共通に制御する
ネットワークで、副作用に関連性があると示唆されました。

匂いバイオセンサで農作物の非破壊検査を健康に効果的な
ポリフェノールを探索

ゼニゴケから
生命の進化を解き明かす!

匂いに応答するバクテリアの特性を活

例えば白血病の治療薬の補助としてポゼニゴケとシロイヌナズナの遺伝子制用して、匂いバイオセンサの開発に取りリフェノールを活用し、副作用を軽減し御ネットワークの違いを調べることで、組んでいます。ブロッコリーの匂いから新て効果を補うことができないか。ポリフェ

ゼニゴケ→シロイヌナズナの進化の過程

鮮さやおいしさを判断する研究を進めてノールとタンパク質の関わりについて、実でどのような変化が起きたのかを研究。

おり、農作物などの非破壊検査への応用

験とコンピュータによる解析でアプロー

この発見から、生命の進化の秘密を解きを考えています。

チしています。

明かせるかもしれません。

企業等への提案

地域に向けてできること

バクテリアが持つ揮発性物質への遺伝子ネットワー

・農作物等の非破壊的検査へのバイオセンサの応用

クを利用することで、匂いバイオセンサを開発しています。

・生体内タンパク質ネットワークとポリフェノールとのまた、ポリフェノールの生体内ネットワークの情報解析

関係性を定量的に明らかにすることで、農作物のポリ的アプローチで、健康に有用なポリフェノールの組み合

フェノール含有量と最適な疾患予防の組み合わせをわせを探索しています。

予想

28

量子 ・ ナ ノ

研究分野

自分のアイデアと腕で、フラスコから
世界初の物質を創り出そう。

化 学 合 成を基 本にナノや量 子レベルの機 能 開 発を

化学合成を基本にして、ナノ触媒、ナノ磁石、量子マテリアルといったナノや量子レベルの機能開発の研究を行っています。ナノ物質と

Wakizaka
LABORATORY

一口に言っても、サイズはさまざまですし、穴あき(ポーラス) 構造を持つものなどもあり、今後はそうした方向性の研究にも取り組んでいきたいと考えています。自分のアイデアと腕で新規合成したサンプル

脇坂研究室
准 教 授・博士（理学）   脇坂
■専門分野

研究テーマ

■ 応用化学生物学科

012

SEEDS

を測定し、データ解析することで、化学と物理の両方を学び、社会に役立てることを目標にしています。

聖憲

量子スピン材料の研究
単イオン磁石はスピントロニクスや量子デバイスの新たな材料と錯体化学、ナノ材料科学■北海道大学理学部化学科卒業

して期待されていますが、単イオンが示す量子磁性の研究は浅く、■北海道大学大学院総合化学院総合化学専攻博士後期課程修了

体系的で十分な理解には至っていません。本研究では、金属有機構
造体 (MOF)という物理的かつ化学的に安定な物質を剛直なフレー
ムワークとして活用することで、金属イオンの種類や配位環境を制御した単イオン磁石の新材料を創製し、量子磁性を明らかにします。
この材料を用いて、量子コンピュータの素子となる量子ビットをつく
れないか検討しています。量子ビットにはいろいろな種類があり、こA

PPEAL POINT
アピールポイントれはスピン量子ビットという電子スピンを利用するタイプで、研究が2023年に着任し、研究室を立ち上げ中です。ス

進んでいる超伝導量子ビットより使用しやすいもの。新材料を自分タート段階のため大変なことも多いですが、科技大発の成果として論文、さらには特許や実用の方向に伸ばしていくことも意識しながら研究に取り組みます。

たちで設計し、つくり、測定して機能を明らかにしていきます。
化学合成したナノ
粒子の電子顕微
鏡画像。

金属炭化物ナノ物質の研究
金属元素と炭素の化合物である金属炭化物は、セラミックに分類

注目が高まる量子機能を発揮する材料の開発に挑戦

界初の物質を創り出せるところに面白さがありを学び、興味に応えることができます。
自分で新しい物質を創り出せることがこのます。量子機能を発揮する新しい材料の開発

研究分野の大きな魅力。自分の中にアイデアなど、一つのまとまった仕事をしたいと考えてがあれば、いくらでも試すことができます。その中でも、磁気特性を持つものを主に扱っていま研究を進めているところです。ほかにも例えば、中で、何か面白いものを見つけてくれたらいいす。そもそもは学部生時代に金属錯体を用いさまざまな取り組みが広がっている「SDGs」

なと思っていますから、アイデアがあればどんた分子レベルやマクロスケールの研究に取りの観点から考えるなら、できるだけ環境負荷がどん自由に試してみてほしい。私も、これまで組み、そこから発展して中間スケールであるナ

少ない材料、CO2排出が少ない材料などの方

そうやって研究活動を続けてきて、「実験は楽ノやメゾ領域にも挑戦したいと思い、ナノ材料

向性にも興味があります。そうしたアプローチ

しい」と感じてきました。ですから、学生にも同などに進んできました。

から、北海道の地域特性に合わせた課題も今じように、自分で手を動かしてやってみる楽し

後の研究テーマとして取り上げることができれさを感じられるような研究室を目指しています。

ばと思っています。

もちろん、研究活動には地道な作業も必要にナノ粒子と複合材料の二つが研究テーマ。

研究の目的としているのは、新しい材料や機能を創り出すこと。特に、量子的な物性に興味を持って研究に取り組んでいます。量子

なりますが、そこもできるだけ楽しく取り組め

は古典的な力学とは違って、波としての性質

る研究室づくりを工夫し、自分の興味やアイデが強く現れるので、現実離れした少し不思議なことが起きる面白さがあります。近年、量29

成できること。自分のアイデアと腕自体で、世合成、測定、データ解析
化学も物理も学べるのが魅力

アから見つけたテーマの実験を楽しんでほしいと思っています。

子コンピュータや量子通信技術への注目度

本研究室では、学生にもナノ材料と複合材

当研究室の魅力は、自分で手を動かして新は高まってきていますから、そのような量子料の方向性の中で研究に取り組んでもらいま物質を合成し、測定し、データ解析する、とい

機能を発揮する材料を開発したいと考えていすが、それぞれのテーマは自主性に任せたいとう実験と研究が丸ごとできるところ。その研究ます。

思っています。化学合成するということが一番

活動を通じて、化学と物理の基礎をしっかり身

私の研究は、化学合成が主体です。アイデの研究室ですから、フラスコで混ぜて合成する

につけ、卒業論文をまとめていく過程で論理的アをもとに新規合成したサンプルを測定し、デーことが好きならぴったりのはずです。加えて、自に考える力もつくはずです。学生たちが広い視タ解析するまでが一連の流れです。化学合成

分で合成したサンプルを測定して、データを解野を持って、新しいことに挑戦してくれるのをの魅力は、なんといってもフラスコで自由に合析するまで取り組むので、化学と物理の両方期待しています。

されるような頑丈で安定な物質ですが、合金系として金属的な電気伝導や磁性を示す特性もあり、興味深い物質群です。古くからよく知られている物質である半面、ナノ物質や多元素物質としてはつい最近まで注目されてきませんでした。本研究では、ナノ物質および多元素物質分野に金属炭化物の概念を導入した最先端の材料開発を行います。この材料を使って、新しい触媒をつくれないかと考えています。これまでの研究で既に、二酸化炭素の還元触媒として働くということを明らかにしているため、二酸化炭素を資源として活用する
ような方向性につなげられるのではないかと思っています。環境触媒として、SDGsの観点からの貢献も目指しています。

企業等への提案

地域に向けてできること

本研究室のテーマに関連することで、共同研究でき教育・研究活動を通して人材育成に取り組むことで、る可能性や機会があれば、ぜひ一緒に取り組みを進め北海道を元気にしていきたいという気持ちがあります。

たいと考えています。

特に千歳市は半導体への注目が高まっており、専門性を備えた人材がより必要とされるため、その面でも貢献できればと思っています。

30

電子光工学科
DEPARTMENT OF OPTO-ELECTRONIC SYSTEM ENGINEERINGI N D EX001 青木研究室

33p

002 江口研究室

35p

003 小田（尚）研究室

37p

004 小田（久）研究室

39p

005 唐澤研究室

41p

006 高島研究室

43p

007 長谷川研究室

45p

008 春田研究室

47p

009 福田（誠）研究室

49p

010 山田研究室

51p

011 横井研究室

53p

012 吉本研究室

55p

画像工学・生体医工学・福祉工学・スポーツ工学・
農業工学・メディアアート

光波・電磁波伝搬シミュレーション

ロボット制御・ロボットビジョン

光物性・光デバイス

超短光パルス技術・非線形光学

光子を利用した量子技術機構デバイス工学・光応用計測・科学、工学教育

半導体工学・生物工学

アナログ電子回路

通信とコンピュータの融合

光計測・制御技術

社会を支える光ファイバネットワーク

31

32

画像工学・生体医工学・福祉工学・スポーツ工学・農業工学・メディアアート

研究分野

三次元画像センサなど技術を広く実用化し、社会貢献につなげることを目指しています。

■専門分野

非接触生体信号計測システムの開発、安否確認システムの開発､ 植物モニタリング、
エクササイズ支援システムの開発、光アートなど

青木研究室では、主に、画像工学・生体医工学・福祉工学・スポーツ工学・農業工学・メディアアートに関連する研究活動を行っています。
2013年7月の研究室の発足以来、手探りではありますが、所属学生とともに一歩一歩着実に、研究活動を進化・深化

青木研究室
教 授・博 士（工学）   青木研究テーマさせてきました。

■ 電子光工学科

001

Aoki
LABORATORY

SEEDS

研究活動が社会貢献につながるように、研究成果の実用化を念頭においた研究テーマに取り組んでいます。
他大学・医療機関・企業・研究所等との連携を推進し、実社会と接する機会を大切にしていくことで、所属学生が社会に出てから役立つような様々な経験を積むことができるよう心がけています。

広宙■ 三次元画像センサを用いた非接触生体信号計測とその医療応用

画像工学、生体医工学、計測工学、福祉工学、スポーツ工学■ 三次元画像センサを用いた安否監視システム■ 擬似力触覚を用いた運動支援用ヒューマンインタフェース■早稲田大学理工学部資源工学科卒業■レーザレンジファインダを用いたスキージャンプの計測■慶應義塾大学大学院理工学研究科学位（博士）
取得■ 技能伝承を目的としたハプティクスデバイス・ヒューマンインタフェース■ 農作物の生長状況の三次元モニタリングシステム■ メディアアート制作を通じたアートとサイエンスとの接点に関する検討

A

PPEAL POINT
アピールポイント

人にストレスをかけない
非接触で呼吸や心拍を計測

三次元ビジョン技術の応用研究
Depthカメラを用いた三次元形状復元法→ ・人の姿勢推定
・人の非接触生体信号計測
・植物の形状計測
・マーカレスモーションキャプチャによるヒューマンインタフェース

三次元画像センサを用いて運動中の呼吸の非接触計測

づいて短時間で効果的な運動を実現します。
接触型の計測装置よりはるかに低価格なシス
テムとして、既に製品化が進んでいます。

工学の「発明」と理学の「発見」
両面を見られるのが面白さ

心拍の計測は東京女子医科大学との共同

社会貢献につながる実用化を目指した研究です。センサの開発とアプリケーションの研究・研究です。病気のスクリーニングやモニタにをキーワードとしているので、他大学や企業と開発、特に人を対象にした計測を中心に取りは心電図を見ますが、それは電気的な現象の共同研究・開発が多いことが特徴です。常に組んでいます。主なテーマとしては、生体信号であって、実際に心臓の拡張・収縮は見ていま

実用化を念頭に、使いやすいか、広まりやすい

現在の研究のメインは三次元画像センサといわれる呼吸、心拍の計測を非接触で行うせん。そこで、体の表面に現れる心臓によるわかなどを考え、面白いと思ってもらえるものを研究です。呼吸の計測に関しては、潜在的にずかな動きを可視化し、視覚情報として心臓つくっています。共通しているのは、生活を変多い COPD ※1の患者さんの手軽なスクリーニの状態をとらえようという試みです。ほかにも、え、良くしていくような技術。あったらいいなとング検査として、例えば健康診断で血圧を測

人の姿勢や呼吸を計測して入浴を見守る安否

思うようなものです。そのために、いろいろな

定中に同時計測できるようなシステムの開発

監視システム、太陽光に近いプラズマ光源を人と交流することを大切にしながら活動していにつながっています。

野菜や果物の生育に使用するシステム、スキーます。

世界で初めて、運動している人の呼吸も非接触で計測しました。通常はマスクをつけるた

大きなペダルこぎ運動から呼吸運動のみを抽出します（ 埼玉医科大学、地元企業との共同研究）

三次元画像センサを用いた非接触計測で、胸腹部表面に表れる心臓拍動による振動を可視化。

ジャンプの計測など、さまざまなテーマが進行中です。

疑似力触覚を利用した
ハプティクスデバイス
指導者の動きと筆先の微小な力覚を生徒に伝えて書字技能の習得を支援します（NHK-BSで放送）

私は一般的にいえば工学の研究者ですので、社会貢献の一環として文化の振興を考え、専門の画像工学の観点から見ると、いろいろたく感じずに計測できます。運動中の呼吸のプロジェクションマッピング※2にも取り組んでなところで役立つので、いろいろな人とコミュ変化を測ることでその人に最適な運動強度がいます。最近、増えている科学技術と融合した

ニケーションが取れ、その結果として今まで分分かるため、効果的なダイエットや筋肉の増量

アートの面白さを広めていこうと、苫小牧市美かっていなかったことが発見できたりもする。

につながります。この研究成果を元に、千歳市

術博物館や本学のオープンキャンパスなどを工学の目標である「発明」と、理学の目標であ内の企業と共同でエクササイズ支援システム

舞台に学生サークル「ライトアート工房」ととる「発見」の両面を見られる面白さを感じながを開発。エアロバイクを約10分こいで三次元もに活動しています。

ら研究を続けています。

胸壁に現れる心臓拍動を非接触計測し可視化します。
聴診や触診に替わり、目で心臓の状態を把握できるようになります（東京女子医科大学との共同研究）

企業等への提案

地域に向けてできること

三次元ビジョン技術を用いることで、これまで難しかっ・急な転倒を三次元ビジョンとAIで自動的に見守る安全監視

今までないものを発明することが目標です。

め非常に拘束感が高いのですが、それをまっ

三次元画像センサを用いた非接触心拍計測

たAI による環境認識が簡単に実現し、様々な分野で・呼吸や心拍の非接触計測による生体モニタリングのモニタリングやスクリーニングへの展開ならびに実用化

・身振り手振りでシステムをコントロールするヒューマン
インタフェースが期待されます。

・植物の生育モニタリングの定量化

画像センサによって呼吸量を計測し、それに基33※1「COPD（Chronic Obstructive Pulmonary Disease）」 慢性閉塞性肺疾患。喫煙が原因とされる肺の炎症性疾患で、未診断・未治療の患者が多いといわれています。
※2「プロジェクションマッピング」 ビデオやコンピュータグラフィックスなどの映像を建築物などの立体物に投影する技術。

34

光波 ・ 電 磁 波 伝 搬 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン

研究分野

高速・大容量の光ファイバを見つけ出し、世界を驚かすのが目標です。

SEEDS
研究テーマ

光ファイバ・光 導 波 路・アンテナ解 析コンピュータを用いた解析、設計技術、いわゆる、数値シミュレーションは超高層ビル、巨大橋梁、航空機をはじめと地球シミュレータで有名な超大規模環境変化シミュレーションなどの物理的な問題に関連した分野はもちろんのこと、
経済予測、自然災害の予知、そのメカニズムの解明などますます社会に欠かせない技術となっています。

EguchiLABORATORY

最近注目されている微細構造をもつフォトニック結晶ファイバやますます高機能、小型化が進む携帯電話、形態端末
におけるアンテナなどの設計において、シミュレーションはなくてはならない技術です。

江口研究室
教 授・工学博士    江口■専門分野

■ 電子光工学科

002

した巨大構造物の解析構造、自動車などの空力解析、電気光分野における電磁波、光波解析、天気予報をはじめとした

プラスチック光ファイバ

真史

プラスチックのヒモで超高速光通信

光波・電磁波の波動伝搬解析、シミュレーション工学、
高複屈折フォトニック結晶光ファイバの開発、大規模•超高精度シミュレーションとその高速化技術の開発

プラスチック光ファイバ中の光の分布■北見工業大学工学部電子工学科卒業■北海道大学大学院工学研究科電子工学専攻博士後期課程修了

フォトニック結晶光ファイバ

A PPEAL POINT
アピールポイント「適用分野」
耐環境性や取り扱いの容易さが求められる車載光ファ
イバや建屋内 Wi-Fi 環境の最適設計のためのアンテ
ナ配置設計。さらに、高速な大規模数値シミュレー
ション。マイコンを用いた制御、センシング。
「研究ステージ」
基礎研究「製品化、事業化イメージ」
プラスチック光ファイバ、屋内電波伝搬シミュレータ。

穴だらけでも超高速光通信

研究テーマのフォトニッ
ク結晶光ファイバ。

にある解析技術やコンピュータのプログラミ
ングといった手法の多くは共通しているので、果の獲得です。そのために、膨大な時間をかけ基本的な技術を身につけると、多様なシミュレーてシミュレーションなどの研究をしているわけ

私の研究室が行っているのは光ファイバのションの分野で活躍できます。
なお、コンピュータシミュレーション※2を行です。私も、1週間コンピュータを動かし続けてやっと結果が出るようなものを何度も推敲し光ファイバ の分析と、新しい構造の提案、効う研究室ですから、ここにいる多くのメンバー

率的なシミュレーション手法・解析手法の研究

はコンピュータにとても興味がある人達です。

ぜひ今の研究も世界中の人に知ってもらいをしています。より高速に大容量を取り扱える

そうした仲間同士の刺激でコンピュータスキ

たいです。さらに、どこかの国の研究者がその光ファイバを実現するため、光ファイバそのもルを上げ、結果としてSE などコンピュータ分

論文を応用して何か別の研究をしてくれたり、のの基礎研究を行っています。その結果がゆく

野で活躍するOBも多くいます。

実際にものをつくってくれたりすることにも期※1

ここで行うのは実際につくったりする研究ではなく、あくまでもシミュレーションです。昨今
は地震や放射能の問題でもシミュレーション

フォトニック結晶光導波路
穴だらけでも光は漏れないて論文にまとめています。

フォトニック結晶光結合器中の光の伝搬待しています。我々が世界に向けて発表した

ゆくは社会に役立つことを目指しています。

35

プットは論文で、それを広く知らしめてこそ成新たな可能性を見せてくれる
コンピュータシミュレーション
シミュレーションです。特に、フォトニック結晶

正方格子ホーリー光ファイバ中の光の分布基礎研究の成果がものづくりに生かされることが大きな喜び

基礎研究の成果が、さまざまな応用に広く生かされることで、日本の科学技術の発展にもつながると考えています。

の話題が取りざたされています。それだけシミュ

この研究には、一つのことに集中してそれ学生にも同じように夢を抱いていただきたい

レーションは、今やありとあらゆるところで欠を極めるタイプが向いているかもしれません。

です。そのためにはどういう段取りで研究を行かせない存在となっているのです。巨大な構

私も論文を書き始めたら完成するまで脇目をい、アプローチするか、自分で考え、調べてい造物建築、アンテナ設置、車の燃費を上げる

振らず没頭します。研究自体も面白いですし、くことです。それは社会に出ても必ず役立つこための空力解析や、天気予報、経済予測など、世界中の人が読むようなポピュラーなメディアとですし、自分で考えることがこの研究室ではシミュレーションが大きな役割を果たしていに自分の論文が載るのが幸せであり、楽しみで特に重要と思っています。

ます。利用の方法はいろいろですが、その手前もあります。我々“ 理論屋 ” の最終的なアウト※1「フォトニック結晶光ファイバ」 断面に多くの微小な穴のある光ファイバ。その穴などの構造によって特性が異なります。
※2「コンピュータシミュレーション」 何らかの現象をコンピュータの中で模擬実験します。

企業等への提案
光伝送路の設計、建屋内 Wi-Fi 電波環境のシミュレーション。
マイコンによる制御回路設計。

地域に向けてできること「小中学校」
・ 科学教室（座学、簡単な実験等）「技術相談」
・コンピュータシミュレーション全般
・コンピュータネットワーク環境
・ 情報システムに関する助言36

ロボ ッ ト 制 御 ・ ロ ボ ッ ト ビ ジ ョ ン

研究分野

人と共存し、安全・安心をサポートする「ロボット」の研究環境は整いつつあります。

二 足ロボットの制 御・各 種ロボット制御・
福祉ロボット・ロボットビジョン

ロボットのモーションコントロール（運動制御）やセンシング技術の研究を行っています。二足歩行ロボット、移動ロボッ
トやロボットアームなど、いろいろな形態のロボットを研究対象としています。

Oda
LABORATORY

産業応用はもちろん、家庭環境、自動車、福祉分野などロボット技術が期待される場面は広範に及びます。コンピュータによる情報処理能力、カメラ画像の処理や各種センサのセンシング技術を効果的に活用することで、「ロボットが人と共存し、人の生活を支援する」、いわゆる人間支援型ロボットに必須となる制御技術の開発に取り組んでいます。

小田（尚）研究室
教 授・博 士（工学）   小田
■専門分野

研究テーマ

研究室のロボットは、学生が実機検証用に製作したものばかりです。モノづくりや動くものが好きな人にはうってつけ■ 電子光工学科

003

SEEDS
の研究分野です。いつでも見学大歓迎です。

尚樹

視覚センサ搭載

各種ロボットのモーションコントロール、ロボット
ビジョン、人間支援システム・アシスト制御に関する研究■慶應義塾大学理工学部電気工学科卒業

福祉もロボットで二足歩行ロボット

ロボット車椅子

全12自由度を持ち、ビジョンセンサを搭載しています。視覚情報を活用することで歩行状態の安定性を推定し、信頼性の高い歩行を実現するための制御手法の開発を行っています。

搭載しているカメラの画像をリアルタイムでコンピュータ処理し、オプティカルフローと呼ばれる視野の変化を解析します。視覚情報を効果的に活用した制御により、ものをよけたり、追従したりといった操縦支援やパワーアシストを実現します。

■慶應義塾大学大学院理工学研究科電気工学専攻博士課程修了
ビジョンセンサA PPEAL POINT
アピールポイント■モータ：DCモータ x12■ギ ア：ハーモニック減速機■高 さ：０.９ｍ（直立時）■重 量：約３１Kg■センサ：力センサ（足首）
加速度センサ（３軸）■制御 OS：Linux

ロボット機器等のモーションコントロールに関する研究に取り組んでおり，特に人間支援型ロボットに求められるモーションコントロール技術の研究開発を行っています。

人間支援型ロボットに欠かせないロボットビジョンに注目です

さまざまなタイプの実証機も出てきており、ンとして、成果を出そうという意気込みを持ちそれぞれに課題もありますが、その問題解決

自からいろいろ試して、チャレンジしてほしいとの積み重ねが大事で、それをこれから大学、研願っています。その上で、これと思った研究に、

ここは、動くものをつくりたい人には打って究機関、企業も含めて行っていかなければなり諦めずに取り組み、やってみようと思ったら、まつけの研究室です。自分たちの手で独自にロません。機能を限定すれば掃除ロボットのようずは前へ進めて行く努力をすることが大切です。

ボットを製作し、モーションコントロール※1や、に実用化されたものもありますが、まだまだこ

最初は、自分に何ができるのかと自信なさそう

ロボットビジョンやセンシング技術に関する研れからです。ただ、コンピュータ技術などの進な表情をしている研究室の学生たちも、ここで究を行っています。人と共存し、生活を支援す

歩もあり、今は人間支援というかたちのロボッ

経験を重ねるにつれ、目が輝いてきます。どんるロボットの実現を目指しています。

トを実現するための研究環境が、本当に整いな成果を目指して作業しているかを自分で理つつあります。

解して進められるようになると、自信も出てき

今、特に注目しているのはロボットビジョン

少子・高齢化で必要とされる技術の研究を通して、社会に貢献をまれる環境づくりをしていきたいと思っています。

を瞬時に認識してアクションに結びつけるリア研究室としては、何らかの形で産業技術にられているということです。少子・高齢化の中

ルタイム性、認識精度、アクティブ性が必要に貢献していくというのが一つの役割と考えていで労働人口が減り、それをうまくサポートするなります。現段階においては二足歩行ロボット、ます。ですから、研究室に入ってきた学生には、一つとしてロボット技術があげられています。

ボットの視覚機能です。人間の生活環境は一定ではないので、その中で安全・安定的に人間をサポートするロボットの目には、周辺環境

自分が研究していくことが社会の中でいかに世界的に高齢化が進む中、日本がリードでき取り組んでいます。

利用される可能性があるのかをよく理解してる分野になるかもしれません。それは、チャン

進めるように伝えています。それをモチベーショ

スと思うべきです。

ロボットの分野はまだ手探りの面があり、IoT社会へ向けて■障害物の回避■先導者に追従

視覚がやはり大切

ロボット車椅子

ネットワーク環境下におけるロボット制御

視覚フィードバック画像処理

IoT（Internet of Things）社会の到来に向けて、コンピュータネット
ワーク環境を有効に活用した各種モーション制御系の研究を行っています。遠隔制御や人とロボットの協調などの研究を進めています。

視覚情報を基にロボットを制御するためのビジュアルフィードバック制御の研究を行っています。例えば、眼で見ているものを追従するよ
うな動作をロボットで実現するための制御系の研究を行っています。

コンピュータネットワーク経由で制御

ヘッドマウントディスプレイ

ロボットアーム

もう一つ、私が学生によく言うのは、社会的な背景の中でロボット技術は今、本当に求めロボットアーム、電動車いす などへの導入に

※2

たとえば、
こんな操作支援

歩行シミュレータます。そのために私は、学生の自由な発想が生です。環境情報を自ら判断して動くためのロ

37

学生たちの手で独自に製作された二足歩行ロボット。

オプティカルフロー※1「モーションコントロール」 運動制御。ロボットの動きを思い通りに制御するために必要な技術。
※2「電動車いす」 視野内の動的変化が伝わり、障害物の回避などをサポートしてくれる電動車いすの研究に取り組んでいます。

企業等への提案
モーションコントロールや人間支援機器の計測制御に関する技術相談が可能です。

地域に向けてできること
モーションコントロール技術に関する出張講座や市民講座の開講に対応いたします。

38

光物 性 ・ 光 デ バ イ ス

研究分野

新たな光デバイスを創出するため、光を自在にコントロールすることを目標にしてます。

光を自由自在に操作。２１世紀は光の時代と言われています。我々の身近な所でも信号機や車のヘッドライトが LEDに変わり、ソーラーパネルによる発電、スマートフォンの顔認証に代表される光センシングなど、光の担う役割は重要になっ

Oda
LABORATORYています。
本研究室では、今後重要となる「光」を自在に操ることができる革新的な光技術を実現し、エネルギーや高度情報通信技術等、次世代のスマート社会に寄与することを目的としています。我々が注目しているのは屈折率を周期的に変化

小田（久）研究室
准 教 授・博 士（理工学）   小田■専門分野させたナノ構造体であるフォトニック結晶と呼ばれるものです。フォトニック結晶を利用することで光の速度制御や、微小空間での光の捕捉等さまざまな新しい光技術が可能になります。
また、その他にも光磁気効果等新しいテーマの研究についても学生と力を合わせチャレンジしています。

久哉

非線形光デバイス、
フォトニック結晶の光物性とデバイス応用■千歳科学技術大学光科学部物質光科学科卒業■千歳科学技術大学大学院光科学研究科光科学専攻
博士後期課程修了

A PPEAL POINT
アピールポイント伝搬や光ナノ構造体を利用した新規の光デバイ記憶に強く刻まれました。当時、国内でフォト発展してきました。

ニック結晶を本格的に研究しているグループ

このフォトニック結晶が私のテーマです。

は少なく、その中の北大の先生が退官され、運大きな研究分野は、光物性、光デバイス。

これを使うと、例えば発光という部分では、がいいことに、私が学部4年の時に本学の客

光物性とは、物質と光の相互作用ということで、強くすることも弱くすることもできる。伝搬では、員教授に就任。それがきっかけで研究を手伝

その物質が光に対してどういう特性を示してい光をある一部の領域内に強く閉じ込めることわせていただき、それ以来このテーマについてるかを調べることです。デバイスというのはいができるため、90度に曲げても導くことができ研究を行っています。学生の皆さんにも、在学

わば光の部品で、特性をどういうデバイスに生ます。これは、光ファイバでは無理なのですが、中に自分が興味を持って取り組めるものをぜかせるのかを研究しています。要するに、基礎

フォトニック結晶を使えばチップサイズの光集

ひ見つけてほしいと思います。

研究から応用のところへのつなぎの部分を手積回路※2のチップも可能になります。さらに面卒業生である私が思う本学の一番の良さは、がけているといえます。

白いのは、光を遅くすることもできる点。光が学生と先生との距離の近さ。これは、私の学

もっと細かくいうと、光の制御が私の一番

ゆっくり進むと、物質と光が相互作用している

生時代から続いていて、本当に本人に意思がの興味の対象です。光の特性のうち、発光は時間が長くなりますから、相互作用によって生あれば、力を伸ばしやすい環境です。私も学部

LEDやレーザなどがデバイス化されています。

まれる現象が小さな入力パワーで大きく出せ

1年時から自分で研究室を訪ね、勉強させても伝搬には光ファイバなどがありますが、まだまるので、その効果を使うことができます。

らっていました。私の研究室へも、気軽にどんどん訪ねてきてほしいですね。

だ光の能力のほんの一部しか使っていません。

する方法として、フォトニック結晶※1というものがあります。フォトニック結晶は屈折率が周期

フォトニック結晶は屈折率が異なる物質を周期的に配置させた人工的なナノ構造体です。我々はGaAsという半導体の薄膜面内に周期的に直径約180nmの空孔を導入した２次元フォトニック結晶を作製しています。また、一部を空孔を入れず（赤点線部分）に、その部分を光導波路として機能させます。

フォトニック結晶導波路中では光の速度が波長によって大きく異なります。光の速度を遅くすることにより、光と物質の相互作用を強くすることや、光スイッチや光フリップフロップ回路に応用することができます。

直径180nmの空孔を周期的に配置に提唱され、この10年ほどで研究がずいぶんるということも困難です。そこをどうにか克服

フォトニック結晶導波路を利用した光速度制御

本学在学中に現在も取り組む
テーマと出合い、研究の道へ
私がこの研究テーマに出合ったのは、
1999年。

的に変化したナノ構造体のことで、光のコント

学部2年の時にフォトニック結晶という名前をロールが可能だということが今から約30年前

雑誌で見つけ、直感的に面白そうだなと思って※1「フォトニック結晶」 屈折率の異なる物質が周期的に並んだ構造体。チップの穴の大きさは約240nm。
※2「光集積回路」 電子に置き換わって光で処理するLSIにより、超高速の光コンピュータ実用化の可能性も。

髪の毛の約400分の１！

研究に使用するフォトニック
結晶。この極めて小さなチッ
プに光を入れデータを測定していきます。

フォトニック結晶を使って光のコントロールを

特に、光は速いがゆえに制御ができず、遅くす

二次元フォトニック結晶導波路

本研究室では、光ナノ構造体におけるパルス光スの創出に関する基礎研究を行っています。

39

フォトニック結 晶の非 線 形 光デバイスに関する研 究

研究テーマ■ 電子光工学科

004

SEEDS

この研究室の魅力は、今まで誰も見たことがない新しい現象や特性を見ることができるところ。そして、遠からぬ将来、社会で広く使

フォトニック結晶導波路を利用したレーザ
光の速度を極端に遅くすると、光の進行方向に光共振器がなくともレーザ発振する新しい原理のレーザが可能になります。

フォトニック結晶レーザの概念図

光スペクトルの観測結果からレーザ発振
していることが確認できます。

色（波長）の異なる３つの光パルスが異なる速度で伝搬している様子（左）。実験室
で実際に測定した結果（右）長波長になると到達時間が遅くなっています。

酸化物半導体薄膜の光デバイス化
酸化物半導体の多くは広いバン
ドギャップを持ち、光デバイスとして多くの可能性を秘めています。
我々はスパッタ法を用いた酸化物
半導体薄膜の作製を行なっています。酸化ガリウムは次世代のパワー半導体として注目されていますが青紫で光ることもできるので、我々は酸化ガリウムをはじめとした酸化物半導体の蛍光体薄膜の研究を行なっています。

RFマグネトロンスパッタ装置

企業等への提案

地域に向けてできること

光の微小領域計測の技術提供と光の計測装置の使中高生向けの光を使った模擬実験、市民講座。

用、光を使った分析（目に見えない光も可能）
や材料評
価法。

われたり、役に立つはず。そう信じることが、研究のモチベーションにもなっています。

40

超短 光 パ ル ス 技 術 ・ 非 線 形 光 学

研究分野

ものすごい一瞬を生み出す「超短光パルス
レーザ」、
そこから新しい世界を広げたい。

超 短 光パルス応用・非 線 形ファイバ光 学・
フォトニック結 晶ファイバ

指向性の強い光を発生する装置としてレーザがありますが、発生する光の制御を行うことによって時間的に非常に短い時間だけ存在する光のかたまり（これを光パルスと呼びます）
を作ることができます。これはカメラのフラッシュライトのKarasawa
LABORATORY

ようなものですが、現在のレーザ技術ではその時間幅が千兆分の１秒程度（１千兆分の１秒のことを１フェムト秒と呼びます）の光パルスが発生可能です。これは人類が現時点で手にしている、最も短時間の現象を扱うための道具とも言えます。
このような超短光パルスを用いると通常の光では起こらない様々な現象を起こすことができます。この良い例が、フォトニッ

唐澤研究室
教 授・Ph. D    唐澤
■専門分野

研究テーマ

ク結晶ファイバという空孔のあるファイバを用いた超連続光の発生です。我々の研究室ではそのような現象の解明と応用について研究をしています。

直樹

光のかたまり（光パルス）■レーザを用いて工夫すると光を非常に短い時間だけ存在するかたまり（パルス）にできます。

超短光 パルス技術、非線形光学、非線形ファイバ光学、フォトニック結晶ファイバ■慶應義塾大学工学部電気工学科卒業

光パルス■これは現時点で人類が手にしている、最短の時間を制御できる技術です。

アピールポイントチタンサファイアレーザ■フォトニック結晶ファイバとは光を導くための光ファイバの一種ですが、通常の光ファイバとは異なり、断面に多くの微小な空孔が形成されています。

フォトニック結晶ファイバの断面■この光ファイバに超短光パルスを導くと光の強度が非常に高くなるため超連続光と呼ばれる光が発生し、多くの応用に用いることができます。

超連続光の色の分布

レーザによる新規計測技術等の基礎的研究を行っています。特に超短光パルスレーザを用いた顕微鏡画像と超短光パルスレー
ザによる発光から得られた構造。

超広帯域光の発生と分光計測、ディジタルホロ
グラフィによる超高速現象の振幅位相計測等の研究を行っています。

超高速現象を三次元で記録できる
ディジタルホログラフィーへの応用を研究中ザを用いたレーザ加工は、熱による影響が少うと、普通では起きないような非線形※2光学ないため、通常のレーザ加工に比べて精密な現象が起こりますから、新しいことが見つけら加工が可能という特徴があります。

れるのではないかと研究を続けているところです。
先端分野として世界中で取り組んでいるため、用いたレーザ加工などの超高速現象を三次元競争が激しく新しいものがどんどん出てきてい※1

パルスというものすごく瞬間的な光レーザを使っ画像としてとらえるためのホログラフィー のますが、それだけ我々のチャンスも大きいといて、新たな可能性を探っています。画像計測や応用実験です。特に画像をディジタル的に記えます。

顕微鏡などへの応用を考えています。また、こ録するディジタルホログラフィーを用いて、非ほかにも、私の研究室では光をいろんな角の超短光パルスレーザと組み合わせると非常

常に短い時間間隔における複数の三次元画像度から研究しています。ある学生は波形整形に興味深い特性を持つフォトニック結晶ファイを記録する新たな手法の開発などに取り組んという技術の研究を担当しています。1個のパバというファイバの設計や実験も行っています。

でいます。このような人間の目ではとらえられルスを10個にしたり、パルス列をつくるなど、

フォトニック結晶ファイバに超短光パルスレー

ない超高速現象の可視化ができればいいなといろいろな操作がコンピュータ制御で自在にザを入れると色を自在に変えることができ、思っています。

でき、パルス列にして物質に当てると、非常に例えば赤色の光を入れると虹色の光が出てき

強い信号が出たりします。多くの可能性を秘めます。そうした波長変換は、通常のレーザではた光を好奇心に沿って純粋に研究していくの簡単にはできない技術で、特殊な構造のこのファイバが発明されて初めてできた現象です。
高強度の超短光パルスを物質に集光すると、原子がイオン化し、プラズマが形成されます。

光が見える実験は面白い“ 史上最短 ”の光を自在に扱うことも可能人類が現時点で手にしている最も短時間のはとても楽しいものです。しかもそれが可視光なので、自分なりに実験したことがどう変化していくか、その場で見ることができるため分かりやすいですし、面白さを感じます。だからこそ

そしてそれがフィラメント化することにより様々現象を扱うための技術は、超短光パルスレー

私も長年夢中になっていられるのだと思っていなレーザ加工が行えます。超短光パルスレー

ザしかありません。超短光パルスレーザを使ます。

※1「ホログラフィ」 光の回折・干渉を利用して、レーザで立体画像を記録・再生する方法。3次元画像の可能性を秘めています。
※2「非線形」 入力に対する応答（出力）が、入力強度に比例する現象を「線形」、しない現象を「非線形」と呼びます。

■超短光パルスと、それを生体などの試料に照射し反射した光を干渉させると試料の微細な断面構造を破壊することなく得ることができます。これを光コヒーレンス
トモグラフィーと呼びます。
■分解能はパルスが短いほど良くなります。これは時間的にパルスが短いとそれは空間的には狭い位置にあることになるからです。

顕微鏡への応用■色の異なる超短光パルスを物質に集光すると物質の分子構造によって異なる光が発生します。これを顕微鏡に応用すると試料の分子組成や微細構造がわかります。

実験装置

0.3mm

0.8mm
玉ねぎの細胞の画像

６μｍ直径ポリスチレンの顕微鏡画像■この一例が物質中の分子振動をとらえるコヒーレント反ストークスラマン法です。
光検出器

今、主に取り組んでいるのは超短レーザを断面画像計測への応用

超短光パルス

レーザ技術に関しての研究で、特に超短光

41

超連続光の発生50フェムト秒■実験室のレーザ（チタンサ
ファイアレーザ）からは幅が50フェムト秒（5×10−14秒）の光が発生します。

■カリフォルニア工科大学（アメリカ）応用物理専攻博士課程修了

A PPEAL POINT■ 電子光工学科

005

SEEDS

超短光パルスによる発光から得られた構造（赤枠に対応）企業等への提案

地域に向けてできること

超短光パルスレーザ等を用いたレーザ加工、超高速

地域企業またはその関連企業に対する上記の提案

現象計測、分光計測に関する光学系の検討や超広帯が考えられます。また一般的な研究紹介等も考えられ域光発生のための光ファイバの設計、また保有するレーます。

ザ装置の試験的使用等が考えられます。

42

光子 を 利 用 し た 量 子 技 術

研究分野

「光子」
を利用した量子科学技術で超スマート社会の実現へ。

SEEDS
研究テーマ

光 子を利用した量 子 技 術

夜空の星や都市のイルミネーションなど、私たちの周りは美しい光で照らされています。しかし、その背後には、波と粒もつ「光子」を鍵として、未来のテクノロジーである、量子コンピュータや極めて安全な量子ネットワークの開発に取り組んでいます。具体的には、光子を効率よく発生させる新しい材料研究や、光子の状態を制御するためのナノメートル（10Takashima
LABORATORY

億分の1メートル）
スケールの光デバイスの設計や開発に取組んでいます。
現在、量子技術に対する関心は世界的に増加しています。同時に、半導体技術の進展にも目が向けられており、市内の大規模な半導体工場設立はその一例です。これら二つの技術の融合は、未来のテクノロジ－である量子コンピュータ

高島研究室
准 教 授・博 士（情報科学）   高島■専門分野や量子ネットワークの実現の引き金となる可能性があります。そのため、私たちは産学連携も深め、これらの未来テクノロジーを共に築きたいと考えています。

秀聡

高島研究室が取り組む研究テーマ例

量子光学、ナノフォトニクス

■千歳科学技術大学光科学部物質光科学科卒業

ナノ光デバイス開発■北海道大学大学院情報科学研究科情報エレクトロニクス
専攻博士後期課程修了

A PPEAL POINT
アピールポイント光子を発生させるため必要なデバイスを設計・開発
普段私たちが目にする光は、波でもあり粒子でもある光子という光の粒がたくさん集まったものです。私は、この光子を利用することで、従来のコンピュータよりも圧倒的に高速な量子コンピュータや、量子コンピュータを組み込んだネットワークからなる量子インターネットなどの光量子科学技術の実現に向け研究を行っています。
私がそもそも光子に興味を持ったのは、本学3年次に受講した光の量子性に関する学問「量子光学」で、ある種の物質を使うと量子力
学的に相関を持つ光子の対 ( 量子もつれ光子対 )を発生させることができるという理論提案がきっかけです。本学卒業後も、光子の発生やその制御に関する研究を行う機会に恵まれ、現在は光子を用いた量子科学技術を実現する

電磁場解析

光子を利用することによって、従来のコンピュー量子科学技術の実現を目指して研究に取り組んことを目的に研究に取り組んでいます。

発光材料開発タよりも圧倒的に高速な量子コンピュータなど、
でいます。

43

■ 電子光工学科

006

子の両方の性質をあわせ持つ「光子」という微小の粒子が存在します。私たちの研究室では、この特異な性質をあわせ光共振器を用いた光子発生のための技術などを研究中。

になります。このようなことから、光量子科学
技術は、社会にイノベーションをもたらすとともに、環境にやさしい超スマート社会の実現につながっていくと考えられています。
私は現在、光量子科学技術の実現に不可欠な光子を発生させるためのジェネレーターの開発に取り組んでいます。具体的には、ある種の固体結晶や分子の合成、コンピュータシ
ミュレーションを用いた10億分の1メートルオー
ダーの非常に小さな光デバイスの設計、ならびに微細加工技術を用いたそのデバイス開発などを行っています。
一般的に大学では、未知の研究領域を開拓し、将来のイノベーションにつながる新しい
科学技術の芽を生み出す研究を行っています。
そのため研究成果がすぐに出ず、苦しいことも多いです。しかし、未知の研究成果が得られた
時の喜びは格別で、そこが研究の魅力・面白さだと考えています。

最先端の研究に取り組み成果を分かりやすく伝える力を

光子を用いた量子デバイスの開発

本研究室に所属する学生とは、光子をテーマにした中でどのような卒業研究に取り組む
か、相談しながら決めていきます。最先端の分野に触れ、興味を持って研究に打ち込むことで、自分で考える力を身につけていってほしいと思っています。
大学では卒業研究を行うだけでなく、その成果を学会や学術誌で発表していくことが重企業等への提案
私たちは、顕微鏡技術を用いて、要です。また、研究成果を一般の市民の方にナノレベルの構造評価やイメージ伝えるアウトリーチ活動も求められています。

ングが可能です。また、欠陥評価

これらのことから私は、学生が卒業までに学会発表や論文執筆を通して、さらには市民の方に向けても、研究成果を分かりやすく伝える力が身につく研究室づくりを目指しています。
研究には、教員と学生が対等な立場で議論を重ねながら取り組んでいきます。学会や学術誌などでの研究成果の発表のほか、外国人

現在のインターネットでも光が使われている

留学生や海外の研究者と交流する機会もありように、量子インターネットにおいても光子はます。ですから学生には、自分で考えながら積不可欠です。また、光子を用いると、現在はほ極的に専門知識を学ぶことに加え、語学力を

とんど絶対零度の環境でしか動作しない量子

磨いて国際的に活躍できるようになってくれる

コンピュータを室温で動作させることが可能

ことも期待しています。

など、半導体材料の評価にも取組んだ実績があります。さらに、電磁場解析を駆使した光デバイス設計も可能です。

地域に向けてできること
高大連携
・地域の高校生を大学に招待し、光子や量子技術の基礎についてのワークショップや実験が可能です。
・地域の高校生や教員と連携し、共同プロジェクトを通じて新しい視点やア
イデアを取り入れた体験学習の機会を提供します。
産学連携
・地域企業との共同プロジェクトにより生まれた特許や発明をもとに、商品化や実用化のサポートを行います。
・大学の教員を企業に派遣し、技術支援やアドバイスを行うことが可能です。
これらの連携を通じて、地域の教育水準の向上や、経済発展に貢献することを目指しています。

44

機構 デ バ イ ス 工 学 ・ 光 応 用 計 測 ・ 科 学 、 工 学 教 育

研究分野

単純に見える「スイッチ」
も実は奥深い。
だからこそ本当にいいものを。

研究テーマ

有接点スイッチの高信頼性化、スペックルパターンのセンシング応用、工学・科学教育教材の開発など

現代の科学技術社会を根底から支える３つのキーワード「光」「エレクトロニクス」「好奇心」に関する研究を進めています。
1 光応用センシング

Hasegawa
LABORATORY

光ファイバ出射レーザ光のスクリーン投影時に発生するスペックルパターン（粒状パターン）の変動を利用したセンシ
ング技術の開発を進めています。

長谷川研究室教 授・工学博士    長谷川

2 有接点スイッチの高信頼性化■ 電子光工学科

007

SEEDS

電気エネルギーを制御する有接点スイッチは半導体スイッチと並ぶ基幹技術です。その高信頼性化の実現のため、接触現象の解明を進めています。
3 理科・物理実験教材の開発と工学・物理教育の実践

誠

科学・技術に対する好奇心を喚起して未来の科学者・技術者を育てるための工学・物理教育の実践とそのための実験教材の開発を進めています。

■専門分野

光応用計測、機構デバイス工学、理科実験教材の開発と効果的な実践手法の検討

有接点スイッチの長寿命化および高信頼性化に向けた接触現象の解明■慶應義塾大学理工学部電気工学科卒業■慶應義塾大学大学院理工学研究科電気工学専攻博士課程修了

光ファイバ出射レーザ光によるスペックルパターンのセンシングへの応用～振動および荷重検出の試み～

air

A PPEAL POINT
アピールポイントnitrogen①メカニカルスイッチングデバイスの動作時に発生するアーク放電の挙動の解明と動作信頼性の向上に関する研究②理科・工学教育のための実験教材の開発・製作と実践

基幹技術として重要なスイッチング部品の研究を突き詰めましょうレーザ顕微鏡でとらえたアーク放電によるAg 電
極の損傷形状。こうしたことから、スイッチの接触現象を解明していきます。

グラムづくりや部品選びから始めて、自分たち

何か見つかる部分が出てくるはずです。研究に必要なシステムを構築していきます。

者は、いつだって好奇心を持ち続けることが子ども向けの理科実験教材の開発もテーマ

重要で、自分で考えながら動いていると、見逃にしていますが、その場合も、どういうものがしそうなヒントに気づくことができます。学生のみなさんにはどんどん自主的、主体的に動いて車や家電製品など身の回りのあらゆるもの

いいか自分たちで考え、実際につくり、使ってに大量に使われ、基幹技術として重要な電気みます。私自身、子どもにできるだけ理科にほしいですね。私の理想は、学生を育てるとい的・機械的「スイッチ」の性能や信頼性向上を

興味を持ってもらいたいと願っており、本学のうより、自分で育ったというふうに思ってくれる

目指して研究しています。

「理科工房」※1の顧問も担当しています。

ことです。人がやらないようなことでも自分が面白そうだと思ったら積極的にチャレンジし、まず、そのスイッチの動作時に何が起きているかを観察し、理解することが必要です。
スイッチが動作することで放電が生じますが、それによって電極がどのような損傷を受けているかなどを顕微鏡などで観察します。ただし、

45

突き詰めていく姿勢を持ってもらえるといいな

世界・日本の誰もが気づいていない
研究、実験、装置づくりと思います。

光ファイバによるセンシング（計測・評価）にれませんが、世界・日本で他に誰もやっていな

anode

cathode

アーク放電によるAｇ電極の損傷形状～レーザ顕微鏡による三次元イメージ～（損傷の可視化を通して、接触現象の新しい考察を可能にしました）

高濃度の砂糖水溶液の旋光による透過光の着色現象の理論的解明と物理教育への応用の試み
濃度73％の砂糖水溶液を透過する白色光スペクトルの透過距離に対する変化

DC14V-12A

DC20V-17A

白色 LED 光源のスペクトル

外部磁界印加の有無によるAgSnO2接点の開離アーク放電の違い
外部磁界無
（上段）
では放電は電極間に位置しますが、外部磁界有（下段）
では、ローレンツ力により放電が引き延ばされます＝磁気吹消しWavelength (nm)

この研究室では、本当に小さな分野かもし

市販の機器では意図したデータが得られないも取り組んでいます。例えばファイバに力を加いような研究、実験、装置づくりにチャレンジ

ことも多く、そうであれば自分たちの用途に合えたり動かしたりするとスペックルパターン※2

しています。アメリカ、中国、ヨーロッパなど、わせた計測システムを構築します。例えば、が変化する現象がセンシングに利用できない

海外の方々とやりとりすることも多く、意見交

レーザ光を利用した三次元形状の計測シス

かチャレンジしています。現象が複雑で、一筋換する機会も頻繁にあります。学会活動には

テムの開発も、研究テーマの一つになっていま

縄にはいきませんが、私も学生も、面白いと感できるだけ学生を参加させます。そこで受けるす。自分たちが欲しいデータを取るためのもの

じてやっていればそれでいいと考えています。

刺激は必ず将来にも役立つはずです。

がなければ、どんな計測システムを組めばいい

もちろん成果を出せればそれに越したことはな

かを自分たちで考え、必要な回路、制御のプロいですが、興味を持って研究にあたっていれば、※1「理科工房」 子どもたちの科学啓蒙活動を行う本学の学生プロジェクトチーム。小中学校での理科実験授業をはじめ、各地のイベントで科学教室などを行っています。
※2「スペックルパターン」 光ファイバを伝搬してきたレーザ光をスクリーン上に投影したときに観察される粒状のパターンのこと。

企業等への提案
単に目先の問題が解消できれば良いという安易な姿
勢ではなく、発生している事象の背後に存在している真地域に向けてできること
科学技術リテラシーの向上に向けた講演、科学教室の実施。

の原因・発現メカニズムを追究・解明しようとする姿勢を重視しながら、研究活動を遂行しています。

46

半導 体 工 学 ・ 生 物 工 学

研究分野

医療・農業分野への応用を目指し
生体計測用半導体デバイスを開発。

研究テーマ

CMOS 集積回路や半導体微細加工など半導体技術を利用した超小型生体計測用デバイスの開発

春田研究室では、医学、薬学、農学などの分野に応用できる超小型生体計測用デバイスの開発を研究テーマとし、センサの設計から実装・評価、さらに実際の生体計測まで取り組みます。

HarutaLABORATORY

これまでに、脳活動や動物行動、植物育成状態などに関する研究例がありますが、新たなテーマとして現在進めているのは、一般的な生体用センサより薄くフレキシブルなデバイスの開発です。植物などにセンサを貼り付けようとする時、薄ければ薄いほどシールのようにぴったりと貼ることができるため、薄膜の基盤を自分たちで製作し、それにセンサを載春田研究室
准 教 授・博士（工学）   春田せたデバイスを作ろうと考えています。

■ 電子光工学科

008

SEEDS

フレキシブルな基盤にリジットな半導体をプラスするこの技術は、量産や耐久性などの面でメリットがあります。既に薄膜の製作は可能になっていますので、薄膜に載せやすいようなセンサの設計に取り組んでいきます。この研究開発を、
例えば生体の脳機能イメージングや植物のイメージング、さらに人のウエラブルセンサへと進めていく考えです。ウエラブ

牧人

ルであれば、シールのように皮膚に貼り付けて、例えばスポーツ中などにもセンシングができます。まずはデバイスを作る
基礎技術を確立し、脳科学をはじめ応用先を検討しながら広げていきたいと思っています。

■専門分野

本研究室が開発したデバイスを活用することにより、企業や農業分野をはじめ、北海道の地域特性に対応した課題な

半導体工学、生体医工学、神経科学

どの解決に向けて可能性を探っていきたいと考えています。

■岡山大学工学部生物機能工学科卒業■奈良先端科学技術大学院大学物質創成科学研究科
博士後期課程修了

春田研究室が取り組む実験・研究の流れと概要

センサ設計

A PPEAL POINT
アピールポイント

センサ実装・評価

生体計測

半導体デバイス分野を基盤とし、医学、薬学、農学といったバイオサイエンス分野との異分野融1. コネクタ固定

2. CMOSイメージセンサ固定

3. LED 固定

4. ワイヤーボンディング

5. フィルタ設置

6. FOP 固定

7. アルミニウム治具固定

合研究を行います。異分野融合研究を積極的に行うことで、実用化を目指した生体計測用小型デバイスの開発を行います。

生物の機能を観察・解明するデバイスを活用して課題解決

バイスを実現できるようになります。半導体技
術はデバイス設計に高いカスタム性を持たせる

私たちの研究室では、一つの研究分野にとその機能を利用しているか。さらに、それらのこともでき、測定対象に最適なデバイスの開発

らわれず、さまざまな分野を積極的に取り入れ機能を私たちの生活に応用できないか」。そこに、が可能です。さらに、開発したデバイスの性能ることで新たな研究分野を創出していきます。

私は興味を持っています。そうした機能を観察・を評価するため、培養細胞や組織などの生体生体計測のための CMOS 集積回路設計およ解明するには、生物にストレスを与えないようサンプルを用いた実験を行います。将来的には、びデバイス実装技術の開発を中心に、次世代な小型・軽量の計測デバイスが必要と考え、医異分野の研究者との共同研究により、作成し融合研究の担い手となる若手研究者の育成を療・農業分野への応用を目指した生体計測用

たデバイスを用いた生体機能研究を行ってい目指します。新たな異分野融合研究者の育成

半導体デバイスの開発を研究テーマとしていきます。
これまでの研究例としては、医療分野では8. 実装終了「異分野融合」をキーポイントに
新たな研究分野の創出へ「生物がどのような機能を持ち、どのように

ます。

47

研究では CMOS 集積回路、MEMS などの半導体技術を用いることで、超小型・軽量のデ開発した植物モニタ
リングデバイス。

拠点となるような研究室づくりを目標にしています。

医療・農業分野はともに「IoT 化」が注目さ

0.5g の超小型 CMOS イメージングデバイス

現在、複数の分野が連携して研究することれています。医療分野ではパーソナルヘルスケ

を開発し、マウスの脳血流と神経活動の同時が注目されていますが、異分野融合は本研究アが可能なバイタルセンシング技術、農業分計測を行いました。脳梗塞や偏頭痛などの発室のキーポイント。幅広い分野と連携を図って、野では育成植物のリアルタイムデータ収集技症メカニズムや行動別の脳の働きの研究に役

さまざまな課題の解決に取り組んでいくフラン

術が求められていますが、両分野に共通する立つため、創薬やブレインマシンインターフェ

クな研究室にしていく考えです。その中で学生

IoT 化の課題が計測デバイスの小型化、マルチ

イスなどの技術に応用できると考えています。

の皆さんには、各分野間の橋渡しができる研センシング、無線・省電力化です。そこで私の農業分野では、植物モニタリングデバイスを開究者・技術者に育ってもらうことを期待してい研究では、生体計測用 CMOSイメージセンサ

発して植物の生育情報を収集、解析することます。例えば生物、半導体、ものづくりなど、自開発を基盤に課題解決に取り組み、医学や農で農業技術の発展につなげています。今後は、分の興味や好きなことを入り口に多様な分野

学など異分野融合研究の視点から実用化を

北海道の地域特性に応じた課題の解決にもどに触れながら、研究が楽しいと思えるようになっ意識したデバイスの開発を目指しています。

んどん挑戦していく考えです。

てほしいと思っています。

企業等への提案

地域に向けてできること

半導体分野とバイオサイエンス分野の異分野融合研

オープンキャンパスや出張講座などの機会を通して、地域のニー究を進め、両分野で活躍できる人材を育成します。そしズに合った半導体研究や異分野融合研究の最新動向を共有し、て、異分野融合研究の架け橋として新たな技術・研究

研究の魅力を地域の方々にお伝えしていきたいです。また、千歳市

シーズを提案したいと考えています。

で半導体製造工場の建設が進む中、半導体の基本を理解した人材の育成に力を入れ、教育の面から貢献できればと考えています。

48

アナ ロ グ 電 子 回 路

研究分野

部品の組み合わせは無限大。
電子回路は自分のアイデアを形にできる。

高周波回路の開発、低雑音増幅回路の開発、電波による計測システムの開発

研究テーマ

パソコンやスマホなど我々の日常生活にはたくさんの電子機器が存在します。電子機器は、さまざまな電子回路によって構成されており、電子回路には半導体デバイス、抵抗、コンデンサなど数多くの電子部品が搭載されています。電子部

FukudaLABORATORY

品の組み合わせは∞（無限）なので、電子回路は∞の可能性をもっていると言えます。福田研究室では、GHz 帯（１GHzは1秒間に10億回の振動）の高周波信号を扱う回路や電波による計測システムなどの開発に取り組んでいます。GHz 帯の信号はスマホやWi-Fiの電波としてその役割は重要です。ユニークな電子回路を実現すべくアイデアを出し合って研福田（誠）研究室究を行っています。

R5 10
VCC (+5V)

誠

C5
0.1uF

C11
1uF

B

R8

22kΩ

0.1uF

C6

アナログ電子回路
高周波エレクトロニクス

C2
0.1uF

3.9kΩ

R9

22kΩ

回路設計
電子回路はSPICE（Simulation Programwith Integrated Circuit Emphasis）などの電子回路シミュレータを用いて設計する。

C10
0.1uF

Vout

R1
330Ω

■慶應義塾大学理工学部物理学科卒業

U1
NJU77701F

3
R6

0.1uF

A

Vin
Q1
2SC3356

C1
0.1uF

C9 0.1uF
1

4

330

プリント基板設計

C7
0.1uF

専用の CADを使ってプリント基板を設計する。

R2
22kΩ

C
C3
0.1uF

■東海大学大学院理学研究科学位（博士）
取得

アピールポイント

C8

5

D2

R3

A PPEAL POINT

22kΩ

D1

IC

■専門分野

R8

2

教 授・博士（理学）   福田

C4
0.1uF

高周波増幅回路を中心とする高周波アナログ
回路に取り組んでいます。デジタル時代を下支えするためにも、高周波アナログ技術に基づいた回路設計やプリント基板設計が重要になっていくと考えています。

100kHz ～3.6GHz の高周波 信 号 を40dB（1 万倍）増幅する回路。整然と配置された部品が 最高のパフォーマンスを発揮する。

学生時代から失敗と成功を経験して電子回路の面白さを実感

ノウハウを身につけていきました。
回路開発の仕事に従事することになりました。

がないので、電子回路はハードルが高いと感じスマートフォンやタブレットなどの携帯端末

新人の時に16ビットのDA 変換器※2の設計にる学生が多いようです。市販されている電子によって、さまざまなアプリを快適に実行でき

携わり、仕事をしながらアナログ回路に関する回路の教科書を見ると、確かに初心者には難るようになりました。端末内には、小型で高性

多くの知識を得ることができました。次の仕事

しそうな雰囲気が漂っていますね。しかし、私大学院修了後に計測器メーカーに就職し、

IB

R4
470Ω

基板加工

部品の実装

回路の評価

CADデータに基づいて、基板加工機を駆使してプリント基板を製作する。

回路図にしたがって、電子部品を基板に半田付けする。

でき上がった回路は、オシロスコープ、ネッ
トワークアナライザ、スペ
クトルアナライザなどの測定器を用いて、特性を評価する。

高層ビルの長周期振動モデル

子回路の面白さを伝えたいと思っています。

振動発生装置の上にのせた高層ビル
模型の最上部から送信した微弱電波を、２つの受信アンテナで受信する。受信した電波の強度差からビルの揺れ具合を検出する。

数学や理科と違って高校では電子回路の授業

能のコンピュータシステムが搭載されており、はGHz（ギガヘルツ）帯の高周波信号を増幅すが回路を設計する時に使う法則はたった２つ。

高速に電気信号をやりとりして情報処理を実る回路の設計を任されました。最初の試作でオームの法則とキルヒホッフの法則です。使う

行しています。現在では、このような小型の端は、信号を増幅するどころか3.7GHzで発振し計算も四則演算だけです。大まかな回路図が受信機部の高周波回路

末によって20年前には実行不可能だった処理てしまいました。この失敗を無駄にせず、次はできたら、コンピュータの回路シミュレータにアンテナで受信した微弱電波を増幅および検波するための高周波回路システムを構築する。

が可能になりました。これは、半導体技術や電綿密な設計を行って十分な性能を持った回路

回路図を入力し、精密な計算はシミュレータ子回路技術およびソフトウェア技術の進歩にを実現できました。ほかにもマイコンボードのに任せます。つまり、２つの法則を使いこなすよるものです。

設計の仕事を任されましたが、これは学生時ことができれば、電子回路の設計は誰にでも私は、大学生の時に電子回路に興味を持ち、代に経験済みだったので、的確にこなすことができるのです。ちょっとしたコツを身につければ、さまざまな電子回路を作ってはその動作を調できました。以上のように、失敗や成功の経験

さまざまな回路を自分の手で設計して製作でべたり、Z80というCPU ※1を使ってマイコンボーを積み重ねて、ますます電子回路の面白さをきるようになります。

ドを製作したりしました。ボードだけ作っても実感するようになりました。

意図したとおりに動作することだと思います。

コンピュータは動作しないので、Z80を動作させるためのプログラミングも身につけました。
当時は回路作りに夢中だったので、眠る時間がもったいなく感じたものです。４年生になると、ものづくりの喜びは、製作したものが自分の設計した電子回路が思うように動作する。その感激が面白さに大学の研究室と秋葉原の部品店と家の間を行

私は、これまでの経験を生かして、講義、

き来し、回路漬けの毎日を送って電子回路の実験、卒業研究などを通して学生諸君に電■ 電子光工学科

009

SEEDS

企業等への提案
高周波回路技術に基づいた基板設計や回路の性能評価法の開発などで連携できればと思います。

地域に向けてできること
電子回路に関する教育や電子回路の性能評価などのお手伝いができればと思います。

私もそうでしたが、そういう感激があれば、自分でどんどん勉強したくなるものです。そうした体験がたくさんできるように、福田研究室
では楽しく取り組める研究テーマを用意しています。

※1「CPU」 コンピュータの中心となる部品。 ※2「DA 変換器」 デジタル信号をアナログ信号に変換する回路。

4950

通信 と コ ン ピ ュ ー タ の 融 合研究分野

エッジコンピューティングの活用でPCやスマホをより快適に使いやすく。

コンピューティングリソースの分散配置による性能と電力の最適設計

可能な限り光のまま( 光・電気変換を行わない) 通信を行うことで、高速なだけではなく、遅延の少ないオールフォトニ
クスネットワークの実現に向けた研究が盛んに行われています。遠くのデータセンタで処理をしていたクラウドサービスから、

YamadaLABORATORY

オールフォトニクスネットワークによる低遅延と、ユーザに近い場所にデータセンタを配置するエッジコンピューティング
を組み合わせることにより、これまで時間制約上不可能であったサービスが実現可能になります。
山田研究室では、通信方式、アプリケーション、FPGA( 書き換え可能なLSI)、それらを制御するコンピュートリソース

山田研究室
教 授・博 士（工学）   山田
■専門分野

研究テーマ

管理などを対象に、オープンソースソフトウェア(OSS)を積極的に活用し、さまざまなサービス(ユースケース)をエッジ■ 電子光工学科

010

SEEDS

コンピューティング上で実現することを目指しています。
その中で取り組んでいる研究の一つが、産業用ロボットの遠隔制御の検討です。ロボットアームなどの制御に使用されている産業用プロトコルには複数の種類があり、プロトコルが合致していないため同時に使えないなどの課題があります。

崇史

そこで、汎用性のあるものにできないかと考え、プロトコルのソフトウェア化、同時制御を目指して研究を進めています。

情報通信、エレクトロニクス■北海道大学工学部電気工学科卒業■北海道大学大学院工学研究科電子情報工学専攻博士課程修了

A PPEAL POINT
アピールポイント

通信ネットワークを活用することで、ユーザがより豊かな体験を今よりも低エネルギーで実現することを目指します。その第一歩として、産業用ロボットの遠隔制御の検討を行っています。

CPU などをネットワーク上に配置して安価で軽量な端末を通信ネットワークを利用した機能分割の例。

ラットフォーム)を作るところから始めます。プ
ラットフォームの機能を情報収集、分析、制御の3つに分け、まずは情報収集機能の方式を各自がスキル・知識を発揮する
課題解決型の研究室に6Gやオール光ネットワークなどによって、通考え実装します。GPU やFPGA などのハード

1つの研究テーマに固執せず、課題に対して

信ネットワークは大容量化だけでなく、通信先

ウェアの処理時間は比較的わかりやすいので自身のスキル・知識をどう生かして解決できるか、に届くまでの時間を減らす低遅延化も実現しすが、CPUなどによるソフトウェア処理では他という課題解決型の研究室を目指しています。

ます。こうした技術の進展を背景に、従来のクのタスクからの割り込み処理やメモリひっ迫などんな課題を解決したいと思うのかは、学生ラウド上では体感速度が遅すぎて実現できなどさまざまな要因で性能が変動するため、これ一人ひとりの個性ですから、まずはそこを大事いサービスをネットワーク上に配置することがらを合わせた処理時間の算出・推定方法が重にして、あまり難しく考えず課題を見つけてほ期待されています。そこで私が研究しているのが、要になります。次の分析機能については、全体しいと思います。例えばアニメでも工作でもいCPU や GPU、FPGA などのコンピューティン

の電力を最小にするのか、通信の偏りをできる

いですし、自分の好きなことをどう伸ばしていグリソースを、端末から通信ネットワークの先だけなくすのかなど、さまざまなアプローチがくかという視点で考えていくのも、課題を見つけることにつながるはずです。

に出して処理させる「エッジコンピューティング」

あります。そのため、シミュレーションでの分析です。これにより、PCやスマホなどの中で計算やプラットフォーム完成後に実機での動作検研究の進め方というのは、基本的には仕事処理が重くバッテリーを大量に消費するCPU

証を考えています。最後の制御機能については、の進め方と一緒だと思います。全体としての大などの部品を通信ネットワーク側に置けるため、

OSSをチューニングしたり改造したりすることで、

きなミッションがあって、その中で自分なりの安価で軽量、バッテリーの持ちが良い端末を期待する性能が出せないか検討していきます。

課題を見つけて提案し、周りの共感を得て実作ることが可能になります。ちなみに私の理想

このように、やらなければならない要素はた証する。研究を通して、そうした社会人になるは、テレビアニメ「電脳コイル」(2007年 )に登くさんあるので、学生の興味や適性に応じていために必要なスキルを学ぶとともに、プラスア

場する電脳メガネというデバイス。この当時のろいろなところでチャレンジが可能です。ソフルファとして研究に関する知識を深めてほしい

未来のARやVRの世界が日常にうまく表現さトウェアとハードウェアの両方を扱えることも、と思っています。

れているので、ぜひ一度見てほしいです。

面白さの一つです。

ロボットアームのプログラム制御

工場で実際に使用されている制御装置

産業用ロボットの遠隔制御に関する実験装置。ロボット
アームを動かす時、通信として何を発しているのかパソコンで解析し、通信の処理の時間やコストなどのバランスを考え、どこに何を配置するべきか検討しています。

企業等への提案

地域に向けてできること

エッジコンピューティングの利点を生かすことができ

エッジコンピューティングの特徴である数10kmといるユースケースを探しています。企業や地域などの皆様

うカバーエリアを生かし、センサデータや画像などを高の現場におけるリアルな課題に、エッジコンピューティ

速に処理することで局所的に素早く、害獣対策や災害、ングが貢献できるか、まずはご相談から始めて、一緒に除雪などへの対応の検討などに貢献できるのではない考えさせていただければうれしいです。

かと考えています。

研究室での取り組みは、大本の仕組み (プ5152光計 測 ・ 制 御 技 術

研究分野

レーザを利用した技術をもとに北海道の地域医療の発展に取り組もう。

生活の質 [Quality Of Life:QOL] を高める
光計測・制御技術

レーザを利用した光計測技術、光制御技術、ならびに画像処理技術を併用することにより、私たちの生活の質の向上に貢献できると考えられるものをテーマに研究を手掛けています。レーザを利用することで、例えば私たちが直接見るこ

Yokoi
LABORATORYとができないものが見られたり、計測した結果をデータだけよりも伝わりやすい画像として見られたり、さらには非接触での計測が可能なため対象に対して負担にならないなど、さまざまなメリットが生まれます。光テクノロジーは電子光工学科の専門分野の一つですが、本研究室はそこからさらに一歩踏み込んで、「光」を私たちの生活の向上のための「手段」

横井研究室
准 教 授・博士（工学）   横井
■専門分野

研究テーマ

として活用していきたい。その願いのもとに、日々、学生とともに研究に取り組んでいます。

■ 電子光工学科

011

SEEDS

直倫

計測工学、光計測■室蘭工業大学工学部機械システム工学科卒業■室蘭工業大学大学院工学研究科博士後期課程修了

A PPEAL POINT
アピールポイント「光計測技術に基づくヘルスモニタリングシステ
ムの開発」「 感染症防止を目指すバイオフィルムのイメージング」「新素材開発等への応用を目指す光学的な微粒子制御」の３点に関する研究を主に行っています。

光計測技術と画像処理技術の併用で医療分野に貢献

がては層のようになってはがれなくなります。

ですが、さらに踏み込んで、「光」を医療に結び

こうしたバイオフィルムといわれるものは、感つけていくことに興味がある学生と一緒に研染症の原因となります。そこで、なるべく早く究室をつくっていければと思っています。例えば、

これまで手がけてきたレーザを利用した光汚れを検出するためにレーザを利用すると、人生体や医療器具からのレーザ反射光によって計測技術と画像処理技術を併用することにより、医療分野に貢献できる二つのテーマを根幹として研究を進めていきます。
一つは、遠隔地域医療への応用を目指した
ヘルスモニタリングシステムの構築です。そのための研究として例えば、レーザ光散乱現象を利用した血流と血液濃度変化の同時イメー
ジングにおける画像処理法の改善があります。
この手法によって計測できる血流の速さと血液中の酸素量は、人間の健康状態をかなり反映しているもので、診療や健康づくりに生かす
ことができます。レーザを利用して遠隔であっても計測できるようなシステムを整え、検出される画像の質をより良好にすることで、遠隔地での地域医療の発展に寄与できると考えてい間の目では見えない段階でもパターンを検出形成される干渉画像から、私たちが直に見るすることができます。機器を使って自動的に画ことはできない生体内の血流情報や医療器具像を検出し、さらに超音波などで洗浄するとこ

表面の衛生状態を画像で再現できます。自分

ろまでできるシステムがあれば、院内感染防止の目では見られないものを見られることが光をなどにつなげられる上に、感染防止に関わる利用するポイントであり、そこに魅力と可能性

医療者の負担を軽減することもできると考え、があります。また、光を使えば手を触れずに計研究に取り組んでいます。

測ができます。対象に触れることは何かしらのそもそもこの研究の目的は、過疎地域や離島が多い北海道の地域医療の発展に貢献すもう一つは、院内感染の防止を目指した各種医療機器の衛生管理システムの構築です。
例えば体内に挿入する管などの中にバクテリアが入ると、管の内側にくっついてしまい、や

影響を与えてしまうため、非接触で計測できる
メリットは大きいといえます。

ることにあります。特に最近は、通信技術など

今後は、学生とともに基礎実験を積んだ上の向上で、患者さんが医療機関に出向かなくで、可能であれば医療機関や医療機器の企業

とも自宅で診断を受けられる環境は整ってきなどと接点をつくり、共同研究を進めていくこました。研究成果が地域医療に寄与し、さらとも考えています。研究を通して学生に身につには道民の健康年齢の増進につながっていく

けてほしいのは、問題解決能力。問題に突きことに期待を寄せています。

当たった時、自分が持っている知識をいかに解決に結びつけていくか。そして、試行錯誤の結

ます。

53

(a) RSD(b) RSTD
血流が最大となる瞬間の頸動脈部について、
（a）
従来の画像
（b）
研究成果に基づき画質を改善

直に見ることはできないものも見られる「光」の魅力

果、解決できたという達成感を味わってほしいと思っています。

企業等への提案

地域に向けてできること

光テクノロジーに基づいて、私たちの生活の質の向上

レーザと画像処理技術の併用による、医療や環境なに貢献できるシステムの開発に何らかの形で協力がでどの分野への応用を目指した各種計測技術に関するア

きればと考えています。計測してみたいものがある場合

ドバイスができます。地域医療をはじめ暴風雪や凍結に、レーザを利用できないかというご相談などにも対応

路面など、北海道ならではの課題に貢献していきたいといたします。

も考えています。

光テクノロジーは本学科の専門分野の一つ

54

社会 を 支 え る 光 フ ァ イ バ ネ ッ ト ワ ー ク

研究分野

いつでもどこでも誰でも使える
北海道に根差したネットワークの実現を。

IoT/AI 時代における光ファイバネットワーク・
地域課題を解決する光ファイバネットワークの活用

光ファイバは細い透明なガラス材料でできたケーブルです。この中に、驚くほどの情報を伝達することができます。この光ファイバでつくられた情報通信ネットワークは、家庭への光・Wi-Fiサービスの提供やスマホのアンテナ基地局を結ぶネッ

Yoshimoto
LABORATORY

トワークとして我々の社会を支えています。
本研究室では、光ファイバと伝送機器を用いて実際に研究室内でモデルネットワークを構築することが可能です。
学生たちはそれぞれが新しいサービスを提案して、実際の光ファイバに触れ合いながら実証実験に取り組んでいます。光ファ吉本研究室
教 授・博 士（工学）   吉本
■専門分野

研究テーマ

イバを用いた情報通信ネットワークはこれからも進化を続けます。例えば、自動運転補助サービスのような交通管理ネッ■ 電子光工学科

012

SEEDS

トワークとの融合や、再生可能エネルギー流通サービスのようなエネルギー流通ネットワークとの融合などが挙げられます。
このように、本研究を通じて、今後来るべきＡＩ技術などをベースとした知識・情報流通ネットワークの社会基盤の構築に貢献することができます。あなたも、一緒にチャレンジしてみませんか！

直人

サービス事業者

知識流通ネットワーク、光・無線通信方式、ブロードバンド・アクセスシステム、
光機能デバイス

遠隔医療� エネルギー�

自動運転� ヘルスケア�

物流�

データセンター■北海道大学工学部電子工学科卒業■北海道大学大学院工学研究科学位（博士）
取得

光ファイバ通信ネットワーク

A PPEAL POINT
アピールポイント

光ファイバ	

「どのような環境下でも、快適に利用できる」ブロー
ドバンドサービスの提供を目指しています。そのため、光と無線の情報ネットワーク技術のベスト
ミックスに加え、電力ネットワークとの融合にも取り組んでいます。
【応用研究】

情報通信の技術、サービスを考えることで地域活性化へ
ヒトやモノを結ぶ、私たちに一番身近なアク

Wi-Fi
WiFi 	
現世代〜次々世代までそろうデータ通信サービスの装置などを使って研究を進めています。

すが、これについても地域に根差したやり方をれてほしい。進化するネットワーク技術のフォ検討しています。まとまった人数がいる都市部

ローもしながら、これまで培われてきた技術ででは、一つのサービスである程度対応できま

北海道ならではのどんなサービスがあればい

すが、地域では混在する広くて薄いニーズに対いか考えてほしいと思っています。今はアプリ

セスネットワークを研究しています。光、無線、

応しなければならないため、一つのネットワー

やゲーム、SNS、さらに農業、工業、環境など

そしてそれらを融合した新たなネットワークで、

クシステムでいろいろなサービスが提供できるすべてがネットワークを使う時代なので、ネッより快適につなぐことが最終的な目的です。

技術を考えています。さらに今後は、経済化もトワークを使って自由な発想で新しいことをし例えば、広大な北海道では光ファイバを細かくテーマとしていく予定であり、仮想化※2についてみたいという人に研究室へ来てほしいですね。

あちこちには引けません。その課題克服には、ても検討しています。
産業とネットワークは密接につながっていネットワークの研究では一つが良くてもダメで、もう一つは、途中までを光にして、そこから先ます。今後、よりICT が活用される際に、地域トータルが良くなければなりませんから、多角は安い無線にする。しかも使う人は光も無線が乗り遅れないようにしなければなりません。

的な考え方が必要です。卒業研究としてサーも意識せず、都市部でも地域でも同じサービ

特に、北海道の産業の活性化には情報通信のビスを考える場合も、ユーザーの満足度、具体スを使えるようにしたいと考えています。

技術が非常に大事になるので、広さや人口の化するためのネットワーク、さらにコストや利研究テーマとしては、地域に根差したサー少なさがハンディにならないネットワークにつ便性なども考えて議論しなければなりません。

ビスを実現するためのネットワーク構成についいて、北海道にある大学として研究に取り組み

ネットワークの研究はリサーチではなく、社会て、コストも抑えられる既存のネットワーク技たいと思っています。

や人間の営み、産業などをトータルに考えるエンジニアリング。いろいろな観点から総合的に術などで検討しています。一例として、実家が農家の学生は農業に役立てたいと、ネットワー
ク技術でトラクターに位置情報を与え、位置を認識しながら自動運転で畑を耕す研究に

55

そして、自分で考える力を身につけてほしい。

光をより遠くまで飛ばす技術をつくるのが一つ。

ネットワークを使って自由な発想で新しいことに挑戦

取り組みました。また、現在のブロードバンド

正解のないことに取り組むのが研究です。

サービス※1は既に次世代の研究が進んでいま

ここでは、通信を素材にしてフロンティアにふ※1「ブロードバンドサービス」 光ファイバなどを利用して、高速・大容量のデータ通信ができるサービス。
※2「仮想化」 大事な機能を一つに集め、ネットワーク機器を安く提供するための技術。北海道のニーズに合うと考えられます。

考える姿勢は、将来必ず役立ちます。

スポット	

光アクセス	
セセンサネットワーク
ンサーネットワーク	

光ファイバ（40km）

光送受信装置

光送受信回路光ファイバと光信号波形

企業等への提案

地域に向けてできること

あらゆる拠点から様々な情報を収取して事業・業務

北海道のような広大な土地と自然がある環境下で、改善に活用したいが、既存の情報通信ネットワークサー

映像・画像情報をどこでも取得できるネットワーク技術

ビスでは、実現できないような環境（例えば、水中や広を提案することによって、観光農園や、養殖業・水中映

大な農地）に対して、ネットワーク構成を提案致します。

像を活用した観光業の発展に寄与できると考えております。

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