5mm

大阪大学大学院工学研究科

2024 研究シーズ集教授版

大阪大学大学院工学研究科

2024
研究シーズ集 教授版

ご挨拶

大阪大学大学院工学研究科長

大政

健史

大阪大学大学院工学研究科
附属フューチャーイノベーションセンター長

倉敷哲生

人間社会で役立つモノ、コト、場を作り出す「工学」という学問は、多様化する現代社会において 2 つの側面を持たなければなりません。1 つ目は各専門分野における学問体系を深化させ、教育および研究を行う姿勢。多様性を本来の学問体系から見つめなおし、発展性を正しく見極めて利用価値を高めてゆきます。2 つ目は専門領域を超えた学際領域の教育および研究を創成する姿勢。これが柔軟に行えるか否かが、世界的競争力に直結すると考えております。前者は工学教育の根源をなすものでありますが、それを維持しながら後者の展開を自由に行い、Creative Destruction（創造的破壊）を行えるプラットホーム
として、「テクノアリーナ」を 2020 年 4 月に発足させました。
このような専門領域を超えた、いわゆる「横串」を形成するためには、異なる専攻またはコースで活躍する研究者の顔と研究内容を知ることが必須です。そこで、それを効率よく手軽に行えるツールとして、本冊子（含 電子版）を作成しました。
学内のみならず、学外にも阪大工の顔と研究を発信することで、大阪大学が掲げる OU マスタープラン 2027「生きがいを育む
社会を創造する大学」を先導し、次世代の礎を築く研究を幅広く展開する部局となることを願っております。

フューチャーイノベーションセンターでは、テクノアリー
ナの企画運営を担当し、社会課題の解決と未来社会に資する
新たなイノベーションを生み出す分野横断型の研究開発や新学際領域の開拓等の支援を推進しています。最先端の学術
研究の実践、産学官連携強化、社会共創への取り組み、これらに関連する教育プログラムを含めた教育研究活動の支援を行っています。
本冊子は、工学研究科の研究者に焦点をあて、各々の研究
活動の学内外への広報を目指して作製致しました。研究者が有する研究シーズの発信は学会発表や論文投稿だけではなくHP やプレス記事、SNS など様々な広がりを示しています。研究シーズや成果の発信により、関連する研究者や企業、省庁・自治体関係者等の皆さまとの繋がりの中から新たな課題を見出すことにより、様々な研究交流・共同研究や価値創造に結びつく契機になることが期待されます。
是非、ご高覧頂き、本冊子に掲載されている研究に御興味などがございましたら、本センターまでご連絡頂きたいと思います。
2024 研究シーズ集 教 授 版

1

CONTENTS
テクノアリーナ………………………………………………………………… 10
テクノアリーナのコンセプト………………………………………………… 11
テクノアリーナの仕組み……………………………………………………… 11
インキュベーション部門 連携融合型 11 グループ………………………… 12
インキュベーション部門 社会課題解決型 2 グループ………………………… 15【教授紹介】
フォトニクス・センシング工学
組み合わせ最適化問題のための光・電気融合型コンピューター…………………… 18
電気電子情報通信工学専攻 井上 恭
ワイドギャップ材料を用いた量子フォトニクスデバイスとシステム……………… 18
電気電子情報通信工学専攻 片山 竜二
グラフェンと超高強度レーザーが切り拓く極限世界………………………………… 19
電気電子情報通信工学専攻 蔵満 康浩
新たなナノスケール分析手法の構築と分子システムの新機能発現………………… 19
物理学系専攻 桑原 裕司
新奇半導体光物性の探索とデバイス構造・システム創出…………………………… 20
電気電子情報通信工学専攻 小島 一信
第 3 世代半導体 CirD レーザーの研究開発……………………………………………… 20
電気電子情報通信工学専攻 近藤 正彦
極限イメージング技術の開発と物質の電子状態と光学特性の操作………………… 21
物理学系専攻 菅原 康弘
メタサーフェスによる光と熱の制御…………………………………………………… 21
物理学系専攻／附属フォトニクスセンター 髙原 淳一
ナノスケール加工・計測と知的統合に関する学術の探究…………………………… 22
機械工学専攻 高谷 裕浩
Nano-manipulation of light through plasmonics for creating and studying new nanotechnologies and optical phenomena…… 22
物理学系専攻 バルマ プラブハット

2

Osaka University

生体情報を可視化する光学顕微鏡技術の開発………………………………………… 23
物理学系専攻／附属フォトニクスセンター 藤田 克昌
情報通信インフラを根底から支えるフォトニックネットワーク…………………… 23
電気電子情報通信工学専攻 丸田 章博
結晶が創る新世界………………………………………………………………………… 24
電気電子情報通信工学専攻 森 勇介
生体・バイオ工学
微生物機能のリデザインによる社会課題の解決……………………………………… 25
生物工学専攻 青木 航
福祉と健康を支える QOL テクノロジーの分野横断的な研究展開…………………… 25
機械工学専攻 井野 秀一
生体内分子の動態・機能を可視化するプローブ開発………………………………… 26
応用化学専攻 菊地 和也
細胞の気持ちを知り育む技術開発－細胞製造性－…………………………………… 26
生物工学専攻 紀ノ岡 正博
磁性材料の開発とその磁石、冷凍機、医療への応用………………………………… 27
ビジネスエンジニアリング専攻 中川 貴
生体分子の機能向上・機能改変・バイオマテリアルへの展開……………………… 27
応用化学専攻 林 高史
微生物の多様な機能を活用したボトムアップバイオテクノロジー………………… 28
生物工学国際交流センター 本田 孝祐
超高速架橋による強くて透明な三次元細胞培養用コラーゲンゲルの開発………… 28
応用化学専攻 松崎 典弥
生命に関わる結晶の相転移現象とその制御…………………………………………… 29
電気電子情報通信工学専攻 丸山 美帆子
光技術を駆使した新奇な物質・生命機能の探求……………………………………… 29
物理学系専攻 吉川 洋史
デジタル造形工学
マルチプロパティデザインに基づく革新的材料加工プロセスの開発……………… 30
マテリアル生産科学専攻 宇都宮 裕
求められる特性をもつ材料を、製法・資源リサイクルを含めて設計……………… 30
マテリアル生産科学専攻／異方性カスタム設計 AM・研究開発センター 小泉 雄一郎
非への挑戦：不安定現象を積極的かつ安全に利用するための力学………………… 31
機械工学専攻 中谷 彰宏

2024 研究シーズ集 教 授 版

3

生体材料・骨組織、航空宇宙材料に対する「異方性材料科学」の構築…………… 31
マテリアル生産科学専攻 中野 貴由
超音波を用いた非破壊材料評価………………………………………………………… 32
機械工学専攻 林 高弘
格子欠陥制御による航空宇宙材料の開発……………………………………………… 32
マテリアル生産科学専攻 安田 弘行
元素戦略・分子デザイン工学
ディスプレイだけではない「液晶力」の新たな機能応用展開……………………… 33
電気電子情報通信工学専攻 尾﨑 雅則
環状オリゴ糖の超精密分子集積化による高度分子認識材料の開発………………… 33
応用化学専攻／環境安全研究管理センター 木田 敏之
計測・機械学習・合成化学の協奏によるエネルギー変換材料研究………………… 34
応用化学専攻 佐伯 昭紀
次世代量子デバイス創出に向けた原子層結晶の新奇現象探究……………………… 34
物理学系専攻 坂本 一之
ブリトライト型ケイ酸（希土類）化合物の低温かつ簡便な調製法………………… 35
応用化学専攻 櫻井 英博
電気化学・表面解析・計算科学の融合による表面構造・機能設計………………… 35
マテリアル生産科学専攻 土谷 博昭
反応活性種に立脚した合理的触媒設計による官能基変換反応の革新……………… 36
応用化学専攻 劒 隼人
遷移金属・典型元素触媒を用いる新しい分子変換…………………………………… 36
応用化学専攻／ ICS-OTRI 鳶巣 守
音を利用した機能性ナノギャップ金属ナノ粒子の開発……………………………… 37
機械工学専攻 中村 暢伴有機エレクトロニクス材料の開発とデバイス応用…………………………………… 37
応用化学専攻 中山 健一
極性転換の拡張に基づく有機合成技術の革新と機能性分子創成への展開………… 38
応用化学専攻 平野 康次
電気伝導度を用いた地球内部構造探査と地球内部物質の研究……………………… 38
国際交流推進センター 藤田 清士
人工光合成を志向した金属錯体化学…………………………………………………… 39
応用化学専攻 正岡 重行
N 原子ユニットの単純有機分子への自在的導入反応の開拓…………………………… 39
応用化学専攻 南方 聖司

4Osaka University

典型元素の多様なデザインが生み出す新反応、新触媒、新物質…………………… 40
応用化学専攻／ ICS-OTRI 安田 誠
ナノ構造触媒・光触媒の創成：水素・炭素・マテリアル循環型社会に向けて…… 40
マテリアル生産科学専攻／太陽エネルギー化学研究センター／ ICS-OTRI ／エマージングサイエンスデザイン R3 センター 山下 弘巳
インテリジェントアグリ工学
メタボロミクス（網羅的代謝物プロファイリング）の食品機能解析への応用…… 41
生物工学専攻／先導的学際研究機構産業 バイオイニシアティブ研究部門 福崎 英一郎
植物を用いた低炭素型組換え医療用タンパク質生産………………………………… 41
生物工学国際交流センター 藤山 和仁
ゲノム編集技術を駆使した植物有用テルペノイドのバイオプロダクション……… 42
生物工学専攻 村中 俊哉
いきもの− AI 共創工学
「動くもの」をつくる・あやつる・解き明かす非線形制御とロボティクス… ……… 43
機械工学専攻／コマツみらい建機協働研究所 石川 将人
生き物と人工物を貫く「知の源泉の共通原理」って？……………………………… 43
機械工学専攻 大須賀 公一
力学モデルと制御工学に基づく次世代宇宙機のための制御技術…………………… 44
機械工学専攻 佐藤 訓志
マニピュレーションの原理原則を探求し、機械システムとして実装……………… 44
機械工学専攻 東森 充
LiVEMechX 創成－生命と機械を融合した柔らかいシステムの社会実装－………… 45
機械工学専攻／国際医工情報センター 森島 圭祐
つなぐ工学
産業・製品構造の変化に対応した価値デザインと技術開発・ビジネス戦略……… 46
ビジネスエンジニアリング専攻 上西 啓介
材料特性と溶接構造性能をつなぐデジタルツイン構築……………………………… 46
マテリアル生産科学専攻 大畑 充
複合材料工学・信頼性工学に基づく設計・評価技術の創成………………………… 47
ビジネスエンジニアリング専攻／マテリアル生産科学専攻 倉敷 哲生
社会課題解決に向けた環境リスクガバナンス………………………………………… 47
環境エネルギー工学専攻 東海 明宏
溶接・接合プロセスメタラジー制御によるモノづくり技術の高度化……………… 48
マテリアル生産科学専攻 平田 弘征

2024 研究シーズ集 教 授 版

5

「TranSuppot」工学
海の技術は脱炭素社会を支える………………………………………………………… 49
地球総合工学専攻 飯島 一博
社会基盤構造物の大規模更新・修繕に貢献する非破壊診断技術…………………… 49
地球総合工学専攻 鎌田 敏郎
環境共生型の国土・都市の探求………………………………………………………… 50
環境エネルギー工学専攻 紀伊 雅敦
サステイナブルな都市・交通のデザインと社会実装………………………………… 50
地球総合工学専攻 土井 健司
機械学習と最適化による港内操船の完全自動化に関する研究……………………… 51
地球総合工学専攻 牧 敦生
数値シミュレーションとデータ解析による船の実海域性能の推定と評価………… 51
地球総合工学専攻 箕浦 宗彦
先読みシミュレーション
データ同化で水環境や降雨出水の再現予測モデルに新たな地平を………………… 52
地球総合工学専攻 入江 政安
老朽化する社会インフラをデータサイエンス技術で守る！………………………… 52
地球総合工学専攻 貝戸 清之
シミュレーションを活用した界面エネルギー輸送現象の解明と制御……………… 53
機械工学専攻／附属アトミックデザイン研究センター 芝原 正彦
狭隘流路における潤滑圧駆動の熱・物質輸送現象…………………………………… 53
機械工学専攻 竹内 伸太郎
粉粒体および固気二相流の挙動を予測する…………………………………………… 54
機械工学専攻 田中 敏嗣
プラズマ科学および半導体プロセス…………………………………………………… 54
マテリアル生産科学専攻 浜口 智志
半導体デバイスのモデリング・シミュレーション…………………………………… 55
電気電子情報通信工学専攻 森 伸也
電子状態理論による界面反応の解明と制御…………………………………………… 55
物理学系専攻 森川 良忠
もったいない工学
化石燃料の大量消費と環境問題の解決のためのエネルギーキャリア……………… 56
機械工学専攻 赤松 史光
消波性能の変化に着目した消波工の効率的な維持管理に向けて…………………… 56
地球総合工学専攻 荒木 進歩

6

Osaka University

次世代グリーンデバイスを拓く半導体実用表面のサイエンス……………………… 57
物理学系専攻 有馬 健太
ウキクサ－微生物共生系を利用した水質浄化・バイオマス生産技術……………… 57
環境エネルギー工学専攻 池 道彦
地圏環境の低環境負荷型利用・創成システムの開発………………………………… 58
地球総合工学専攻 乾 徹
脱炭素・海洋プラごみ問題解決に貢献するバイオプラスチック…………………… 58
応用化学専攻 宇山 浩
快適で省エネルギーな空調・換気方式の設計及び性能評価方法…………………… 59
地球総合工学専攻 小林 知広
持続可能社会に相応しい人工物システムのデザインとマネジメント……………… 59
機械工学専攻 小林 英樹
超精密ものづくり技術開発と半導体基板・X 線光学素子への応用…………………… 60
物理学系専攻 佐野 泰久
都市エネルギーシステムの脱炭素化と民生部門エネルギー需要予測シミュレーション……… 60
環境エネルギー工学専攻 下田 吉之
数千メートルの長さを有するドリルパイプの潮流中挙動の推定…………………… 61
地球総合工学専攻 鈴木 博善
電池デバイスにおける究極の電極構造を解明して実現する………………………… 61
機械工学専攻 津島 将司
フューチャー・デザインの理論・方法論深化と産学官共創による実践…………… 62
附属フューチャーイノベーションセンター／ビジネスエンジニアリング専攻 原 圭史郎
イノベーティブな製品やシステムを創り出すための設計の方法論………………… 62
機械工学専攻 藤田 喜久雄
電力変換技術と周辺要素技術の融合による再エネ電源主力化の推進……………… 63
電気電子情報通信工学専攻 舟木 剛
CO2 変換のための革新的触媒技術……………………………………………………… 63
応用化学専攻 古川 森也
プラズマと電気化学プロセスを用いた難加工材料の超精密加工…………………… 64
附属精密工学研究センター 山村 和也
人間の行動特性からみた快適な建築・都市空間の創造・再生……………………… 64
地球総合工学専攻 横田 隆司
遺伝子編集技術を利用した環境指標生物の多元的な応用法開発…………………… 65
生物工学専攻 渡邉 肇
表面界面科学を基軸とした次世代半導体デバイスの創成…………………………… 65
物理学系専攻 渡部 平司

2024 研究シーズ集 教 授 版

7

IoT プラットフォーム工学
超高信頼・低消費電力ワイヤレス通信システム……………………………………… 66
電気電子情報通信工学専攻 落合 秀樹
イベント駆動型システムの解析・制御のための数理的アプローチ………………… 66
電気電子情報通信工学専攻 高井 重昌
通信トラヒック工学―ネットワークの設計・制御法―……………………………… 67
電気電子情報通信工学専攻 滝根 哲哉
ネットワーク上の信号処理・機械学習………………………………………………… 67
電気電子情報通信工学専攻 田中 雄一
IoT エッジデバイスのための集積エレクトロニクス基盤の創出……………………… 68
電気電子情報通信工学専攻 廣瀬 哲也
1F-2050
社会と調和する原子力技術……………………………………………………………… 69
環境エネルギー工学専攻 北田 孝典
放射線利用の高度化
環境エネルギー工学専攻

より安全で、より有効に利用するために…………………… 69
佐藤 文信

金属水素化物を用いた放射線遮蔽材…………………………………………………… 70
環境エネルギー工学専攻 牟田 浩明
中性子を用いて医療とエネルギーを創成する………………………………………… 70
環境エネルギー工学専攻 村田 勲
遺伝子治療用ベクター製造に関する研究開発と人材育成
最先端のタンパク質物性と構造解析手法の開発……………………………………… 71
生物工学専攻 内山 進
産業生物化学工学の創成を目指して：生物化学工学×動物細胞…………………… 71
生物工学専攻 大政 健史
独自の超音波計測によるナノ物質と生体分子の研究………………………………… 72
物理学系専攻 荻 博次
その他
リモートセンシングに関する研究……………………………………………………… 73
電気電子情報通信工学専攻 牛尾 知雄
広がる加工―問題を見つけ、解き、そして新たな技術を育てる…………………… 73
機械工学専攻 榎本 俊之
地域に新たな価値をつくるまちづくり手法…………………………………………… 74
ビジネスエンジニアリング専攻 加賀 有津子

8Osaka University

地域コンテクストの解読による都市空間の再編に関する研究と実践……………… 74
地球総合工学専攻／超域イノベーション博士課程プログラム／社会ソリューションイニシアティブ 木多 道宏
安全・安心なコンクリート系建築物の実現…………………………………………… 75
地球総合工学専攻 真田 靖士
磁性論理演算素子の提案………………………………………………………………… 75
マテリアル生産科学専攻 中谷 亮一
安全・安心なディジタル社会を実現する情報セキュリティ技術…………………… 76
電気電子情報通信工学専攻 宮地 充子
流体力学を基礎から探求し尽くして新しい応用を切り拓く………………………… 76
機械工学専攻 矢野 猛

人名索引………………………………………………………………………… 77
キーワード索引………………………………………………………………… 79

2024 研究シーズ集 教 授 版

9

TechnoArena「テクノアリーナ（TechnoArena）」は、大阪大学工学研究科の有する先端的な研究シーズを活かしつつも、専攻や専門分野の枠組みを超えた柔軟な体制を構築することにより、最高水準の国際的研究拠点の育成、分野横断型の新学術分野の創出、産学官連携、および若手研究者の育成を一気通貫に実現することを目指した、他に類を見ない研究教育プラットフォームです。

大阪大学大学院工学研究科の新たな取り組み
各附属センター

ビジネス
エンジニアリング専攻

地球総合工学専攻

環境エネルギー工学専攻

電気電子情報通信工学専攻マテリアル生産科学専攻
機械工学専攻物理学系専攻応用化学専攻生物工学専攻研究・教育の分野横断と融合

地球総合工学科

環境・
エネルギー工学科

電子情報工学科

応用理工学科

応用自然科学科

既存の工学研究科の専攻・工学部の学科、附属センター組織

10

Osaka University

新しい横断型研究教育
プラットフォーム体制
支援

協働研究所・
共同研究講座工学研究科

・フューチャーイノベーションセンター
・テクノアリーナ運営委員会
・関連各室/委員会

TechnoArena CONCEPT
テクノアリーナのコンセプト
課題駆動

柔軟構造

社会的課題やニーズに応じた新学術領域の開拓と研究開発を進めます。

研究テーマに応じた柔軟な実施体制を採ります。

分野融合と学際性

基礎から
社会実装まで産学官共創を通じた人材育成

研究課題やビジョンに沿った学
際的な研究開発を実施するとともに、国際的に認知される研究拠点形成を進めます。

 究成果を社会実装し、その中研から新たな研究課題を発見して新たな基礎研究を進める「OU
エコシステム」を実践します。

 学官の連携・共創を基盤とし産た研究開発を推進できる次世代リーダーの人材育成を支援します。

STRUCTURE
テクノアリーナの仕組み
テクノアリーナでは、研究開発タイプに応じて「最先端研究拠点部門」「インキュベーション部門」「若手卓越支援部門」の３部門を設定しています。社会的課題やニーズに即応し、新たな学術領域を開拓していくため、所属部局や専攻に関わらず、分野横断による柔軟な研究教育体制を採用しています。
また、多様なステークホルダーとの連携や協働も含めて、SDGs 実現に資する研究教育活動も推進しています。
ベンチャー・
スピンオフ
社会デザイン・
実践の革新

WPI
イノベーション拠点
学術ピーク拠点

社会共創拠点

テクノアリーナ
大学院プログラム

最先端研究拠点部門
新学際研究拠点構築［学術ピーク・イノベーション・
社会共創等］

協働研究所
共同研究講座オナー大学院
プログラム

産学官共創
コース

インキュベーション部門
横断型研究グループ形成［連携融合型・社会課題解決型］

若手卓越支援部門
次世代リーダー育成

各専攻 ・ 附属センター・他部局 ・附置研究所 ・ 学外機関

最先端研究拠点部門

インキュベーション部門

若手卓越支援部門「イノベーション」「学術ピーク」「社
会共創」の３分野において拠点を設置し、国際的あるいは社会的な工学拠点の形成と最先端の新学際研究分野を開拓

社会ニーズや社会的課題を踏まえ、専攻を超えた分野融合と産学官連携を通じた新たな学術領域と研究
開発分野を開拓

卓越した若手研究者に対して、最先端の研究活動の展開や先進的な研究分野の開拓を支援し、次世代の研究リーダーを育成

2024 研究シーズ集 教 授 版

11

インキュベーション部門 連携融合型 11 グループ
【科 学 技 術展開分野】

フォトニクス・センシング工学

生体 ･ バイオ工学

フォトニクスは光と物質の相互作用に関する

当グループは、医療・創薬・健康・バイオに科学・技術である。フォトニクスはサイバーフィ
ジカルシステムを支える基盤技術として、種々関連する様々な分野の研究者が、お互いの垣根を超えて全世界的にネットワークを拡張し、有の物理センサー、低エネルギーの照明・通信・機的に連携することで個々の研究者のアクティ

情報処理、長期データ保存、生体分析、バイオ
イメージング・センシングなどに用いられていビティーを高め、工学研究科だけでなく大阪大学全体の活性化に貢献することを目標としている。今、地球環境に配慮した健康的で安心安全

る。

な暮らしの実現にとってフォトニクスは不可欠であると考えられており、人々の生活をより良い方向に変化させている。これがフォトニクス・
トランスフォーメーション（PX）である。本グ
ループでは光の基礎科学から、それを応用した
システムまで、異なる先端分野 X との積極的な融合をはかることにより PX をさらに加速させ、グローバルな問題を解決することを目標にしている。

12

デジタル造形工学

元素戦略 ･ 分子デザイン工学

日本の製造業を牽引してきたモノづくり力は、世界経済に大きな影響を与え続けている。しかしながら、少品種・大量生産はコモディティ化し、多品種・少量生産、さらにはマス
カスタマイゼーションへとモノづくりシステムの高付加価値化が進み、世界のモノづくりの地図は変遷期を迎えている。本
リサーチアリーナの「デジタル造形工学」では、
ドイツ「Industrie4.0」、日本「Society5.0」などの第 4 次 産 業 革 命に向け、
IoT、人工知能 (AI)、ビッグデータ解析、サイバー・フィジカ
ル空間の高度な融合を基盤に、金属・セラミックス・高分子・
バイオ 3D プリンティング (Additive Manufacturing) や最先端デバイス化プロセスに代表されるデジタル技術を駆使した新しいモノづくりを提案する。そのためには、計算機設計シミュ
レーション、3D/4D 設計、マテリアル開発、マテリアル製造
プロセス、加工・接合、品質管理システムまでを包含し、デジタルトランスフォーメーション（DX）を加速化しつつ、モノづくりの最先端研究を科学するための挑戦を続ける。

持続可能社会の実現と経済性の両立には、高機能・高付加価値材料の開発が強く望まれる。
そのためには、既存の枠にとらわれない新材料・
新機能の創出、および画期的な設計・合成・変換・製造・生産法の開発が必要である。
本グループでは、マテリアルを原子の集合体として捉え、さまざまな元素をマニピュレートすることで元素戦略に立脚した新たな材料の創出を目指す。さらに、分子やその集合体を自在にデザインし、新たな化学反応や機能発現に向けて、実験とシミュレーションを駆使した分野
横断的研究を推進する。原子、分子、およびその集合体のマルチスケールな物性、合成、応用に関連した多様な未来型要素技術の開発を柱に、基礎科学と社会のニーズとシーズの両面に応える取り組みを行う。

Osaka University

【工学応用連 携 分野】

インテリジェントアグリ工学

いきもの ‒AI 共創工学

農業関連産業に関わる生物工学（バイオテク

1956 年ニューヨーク北部のダートマス会議

ノロジー）であるアグリバイオは、
「食糧」
、
「健
康」、
「環境」など SGDs に関わる多くの問題のにおいて人工知能 (AI) という学術研究分野が確立され、それ以来、様々な研究が進められ、近解決に重要であるが、既存の学問分野だけでは

年では機械学習やディープラーニングなどの手限界がある。本学の生物工学研究・国際交流の実績を踏まえ、化学・物理・機械・材料・電子法が、脳科学や計算機の発展と相まって飛躍的に注目されてきている。一方で「知能」にはま

情報・環境等工学研究科のインテリジェンスとだまだ謎が多い。脳を持っている生物に対しての X（クロス）、さらには、ELSI（倫理的・法的・社会的課題）にも考慮した、真に SDGs に貢献はもちろんのこと、そもそも脳神経をもっていない生き物にも知能の存在が感じられ、その知する「インテリジェントアグリ工学」分野の研究・教育を推進する。また、他大学・研究機関との連携を図る。

能をも含めた「知能の源泉」を探る研究も進められている。おそらく近い将来、「いきもの」の知能の源泉と「人工物」の AI との流れがシーム
レスに共創し渾然一体化するものと期待され、それが実現されたとき、真に知的な人工物が生まれるにちがいない。

つなぐ工学「TranSupport」工学

溶接・接合技術は、自動車・船舶・鉄道車両などの輸送機器、電力・石油・化学プラントや建築・橋梁・パイプラインなどの社会インフラ、家電・エレクトロニクスなど、広範な分野で、ものづくりの基盤技術として広く利用されている。これらの業界は、SDGs を達成するために、新材料を導入した新しい製品が性能要件を確実に満足させることの課題に直面している。この課題を解決するためには、データサイエンスを駆使し、溶接・接合に関するプロセス、材料科学、構造設計の観点で統合的に取り組む必要がある。
「つなぐ工学」分野では、統合型接合学という新しい学
問領域に基づく研究活動を通じて人材育成も実施する世界で唯一無二のジョイニング教育研究環境である「イノベーティブ・ジョイニング教育
研究拠点」を形成し、この取り組みを実践する。

人口減少や超高齢化の進行、激甚化する自然災害に加え、COVID－19 のパンデミックを受けて、日々の移動の在り方が問い直されている。大量輸送や移動の速達性を指向する従来型の交通システムから、社会の様々な立場や価値観 の 人 々 を 包 摂 し、 安 全・ 安 心、 レ ジ リ エ ン
ト、かつ脱炭素やニューノーマル時代の要請に対応した持続可能なモビリティシステムへの移行が求められている。こうした要請の下、｢TranSupport ｣ 工学では、最先端技術を活かしつつ問題解決型のデザイン思考のもとに多様な分野と連携し、人々の生活の質（QoL）や幸
福感を高め、都市・地域および海洋に跨る社会経済活動を支援するモビリティシステムを創成することを目標に実践的な研究を進める。

2024 研究シーズ集 教 授 版

13

【社 会工学融合 分野】

先読みシミュレーション
近年、電子計算機と計算アルゴリズムは目覚ましい

本研究グループは、水、空気などの環境資発展を遂げている。計算機の速度は 4 年に 10 倍のペー
スで速くなり、囲碁や将棋の勝負では人間が計算機に源、食糧やエネルギーを含めたあらゆる資源を徹底的に有効利用するための技術群とシステム

かなわなくなってきている。また、既に銀河の衝突、天を、ハード（装置、材料など）、ソフト（社会制

気予報、地震波、津波の伝播等の自然現象から、飛行機、列車の空気抵抗、自動車の衝突実験、新物質の設計、度設計、評価手法など）の両面から開発し、持続可能な社会の構築に貢献することを目指してはたまた経済の動向までさまざまな自然現象や人類のいる。3R（Reduce、Reuse、Recycle）に加え活動に対して計算機シミュレーションを用いた予測が可能となってきた。さらにコンピューターグラフィック

Repair/Renovation、Recovery など多様なアプ
ローチによる “ 資源循環 ”、需要と供給の両面(CG) やバーチャルリアリティー (VR) 技術などを融合することで人の知能や感性を補完し、ビッグデータの分
析からさまざまな対象物の未来における変化の把握と、未来予測への展開も実現しつつある。本グループでは、更なるシミュレーション技術の進化、融合、創成を通して、これからの未来社会に向けてより人類が暮らしやす
い社会の構築や、より人間らしい暮らしの実現を目指す。

からエネルギーを使いつくすシステムの確立による “ 脱炭素 ” への挑戦、人の生存の根源を支える自然と調和した産業や暮らしによる “ 共生 ”
が主な研究課題といえ、それらの有機的連携により真に持続的な知的社会の構築に向けた多様な工学研究を展開する。

IoT プラットフォーム工学
IoT、AI 技術を活用した次世代サイバーフィ
ジカルシステムを実現するキーコンポーネントとして、エッジノード・エッジコンピューティ
ング技術が注目されている。我々の身の回りの様々な物理環境情報や生体情報を高精度かつ高効率にセンシングし、取得した情報をクラウド・
データセンターで演算処理し、そして我々の現実世界へフィードバックするものである。本研
究領域では、
IoT エッジノード関連技術に着目し、その構成要素であるセンサ技術、集積回路（LSI）
設計技術、そしてエネルギー生成・制御管理技
術に関する研究開発に取り組む。より豊かな、
より便利な、安全・安心な社会の実現に向けた集積エレクトロニクス研究開発を推進する。

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もったいない工学

Osaka Universityインキュベーション部門 社会課題解決型 2 グループ

1F-2050

遺伝子治療用ベクター製造に関する研究開発と人材育成「1F-2050」は、福島第一原子力発電所（1F）の事故原因など、様々

近年、世界では遺伝子治療の臨床研究開発がな未解決問題の解明を中心に、エネルギー問題全般を見据えた幅広い
議論と検討を行っていく研究グループです。
「2050」はカーボンニュー

急加速で競合的に進み、安全性・有効性の画期的な実績が明らかにされ、次世代の革新的医療

トラルの目標年（2050 年）です。しかし同時に、2050 年は福島第として大きな注目が寄せられている。一方、日一原子力発電所の廃炉の完了予定時期でもあります。
本グループは、原子力規制庁公認のチームとして、福島第一原子力

本では大阪大学をはじめ遺伝子治療の基礎研究
では世界でも有数の成果を上げているものの、発電所事故の原因を、アカデミアの観点から積極的に解明・発信して製造インフラの整備の遅れのため創薬シーズのいきます。現在、福島第一原子力発電所事故については多くの実測情報が出てきており、発生から 11 年が経過した今、ようやく事故時挙非臨床試験および早期臨床試験が進んでいない。
そこで、大阪大学工学研究科が得意とするバイ動の解明に足を踏み入れることができるようになったところ（1 階＝1F）です。
本グループはこれらの内部情報をもとに、大学が有する最新の研究資源を用いることで、アカデミックな立場から事故の状況把握と進展
メカニズムの究明を進め、得られた結果をもとに、福島の復興に寄与するとともに、今後の原子炉の事故対策や次世代革新炉の安全設計に役立て、日本のエネルギーの未来に資することを目指します。

オテクノロジーを駆使したバイオものづくり、の経験に基づいて遺伝子治療等で必要となるベクターを製造するための技術開発を医学や薬学の専門家と一緒に積極的に行い、さらに、人材の育成に取り組むことで、早期の臨床開発の実現に貢献する。

2024 研究シーズ集 教 授 版

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フォトニクス・センシング工学
生体 ･ バイオ工学
デジタル造形工学

研究者紹介

元素戦略 ･ 分子デザイン工学
インテリジェントアグリ工学
いきもの －AI 共創工学
つなぐ工学
「TranSupport」工学
先読みシミュレーション
もったいない工学
Iot プラットフォーム工学
1F-2050
遺伝子治療用ベクター製造に関する研究開発と人材育成

フォトニクス・センシング工学

組み合わせ最適化問題のための
光・電気融合型コンピューター

その他

組み合わせ最適化問題、光・電気融合型コンピューター、
コヒーレントイジングマシーン

キーワード

井上 恭 INOUE Kyo

電気電子情報通信工学専攻 教授

光電波工学講座 極限光通信工学領域 井上研究室

ここがポイント！【研究内容】

…

光送信器

パルス光振幅（実数部）

光位相感応増幅器…

周回数

デジタル信号処理

応用分野

光受信器

多数のノードの組み合わせの中から最適なものを見出す組
み合わせ最適化問題は、現代社会の様々な場面（例えば、経路探索、創薬など）で直面する課題ですが、通常のデジ
タル計算機では効率よく解けないことが知られています。これをレーザー発振現象を利用して解く物理計算機（コヒーレ
ントイジングマシーン）の研究が進められています。当研究室では、このマシーンのシミュレーターを開発し、組み合わせ最適化問題を効率よく解く手法の実現を目指しています。

論文・解説等

各種割り当て／スケジューリング問題、創薬関連[1] K. Inoue, Opt. Commun. 522 (2022) 128642[2] K. Inoue, Opt. Commun. 528 (2023) 129022

連絡先 URL

https://opt.comm.eng.osaka-u.ac.jp/index.html

ワイドギャップ材料を用いた量子フォトニクスデバイスとシステム
キーワード

光量子コンピュータ、遠紫外全固体光源、非線形光学、
結晶工学、半導体レーザ

片山 竜二 KATAYAMA Ryuji
電気電子情報通信工学専攻 教授

エレクトロニクスデバイス講座 量子フォトニクス領域 片山竜二研究室

ここがポイント！【研究内容】
本研究室では、新規な量子フォトニクスデバイス・システムを開発し、AI などの次世代情報技術を支える光量子コンピュータや、
超小型・省エネな超短波長殺菌消毒光源、メタバースを支えるウェ
アラブルディスプレイを実現することで、脱炭素や安全安心，豊かな社会への貢献を目指しています。具体的には、高機能な半導体レーザ、光をナノサイズに閉じ込め機能増強した量子光源や光回路、超高精細なマイクロ LED 光源、多光子過程に基づく高精度な結晶評価技術を開発し、これらを集約した光集積デバイス・システムを作製しています。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL
18

Osaka University

量子コンピュータ、殺菌消毒光源、ウェアラブルディスプレイ
[1] T. Nambu & R. Katayama, et al., Opt. Express 30, 18628 (2022).
[2] N. Yokoyama & R. Katayama, et al., Jpn. J. Appl. Phys. 61, 050902 (2022).
[3] T. Nambu & R. Katayama, et al., Appl. Phys. Express 14, 061004 (2021).
http://www.qoe.eei.eng.osaka-u.ac.jp/index.html［インデックスの見方］
各ページ外側に縦に並んでいる 13 個のキーワードは、大阪大学大学院 工学研
究科 テクノアリーナの「インキュベー
ション部門 連携融合型」「インキュベー
ション部門 社会課題解決型」のグループを示しています。各グループの詳細は、
P10 - 1 5 をご覧ください。

2024 研究シーズ集 教 授 版

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フォトニクス・センシング工学

組み合わせ最適化問題のための
光・電気融合型コンピューター
組み合わせ最適化問題、光・電気融合型コンピューター、
コヒーレントイジングマシーン

キーワード

井上 恭 INOUE Kyo

電気電子情報通信工学専攻 教授

光電波工学講座 極限光通信工学領域 井上研究室

ここがポイント！【研究内容】

…

光送信器

パルス光振幅（実数部）

光位相感応増幅器…

周回数

デジタル信号処理

応用分野

光受信器

多数のノードの組み合わせの中から最適なものを見出す組
み合わせ最適化問題は、現代社会の様々な場面（例えば、経路探索、創薬など）で直面する課題ですが、通常のデジ
タル計算機では効率よく解けないことが知られています。これをレーザー発振現象を利用して解く物理計算機（コヒーレ
ントイジングマシーン）の研究が進められています。当研究室では、このマシーンのシミュレーターを開発し、組み合わせ最適化問題を効率よく解く手法の実現を目指しています。

論文・解説等

各種割り当て／スケジューリング問題、創薬関連[1] K. Inoue, Opt. Commun. 522 (2022) 128642[2] K. Inoue, Opt. Commun. 528 (2023) 129022

連絡先 URL

https://opt.comm.eng.osaka-u.ac.jp/index.html

ワイドギャップ材料を用いた量子フォトニクスデバイスとシステム
キーワード

光量子コンピュータ、遠紫外全固体光源、非線形光学、
結晶工学、半導体レーザ

片山 竜二 KATAYAMA Ryuji
電気電子情報通信工学専攻 教授

エレクトロニクスデバイス講座 量子フォトニクス領域 片山竜二研究室

ここがポイント！【研究内容】
本研究室では、新規な量子フォトニクスデバイス・システムを開発し、AI などの次世代情報技術を支える光量子コンピュータや、
超小型・省エネな超短波長殺菌消毒光源、メタバースを支えるウェ
アラブルディスプレイを実現することで、脱炭素や安全安心，豊かな社会への貢献を目指しています。具体的には、高機能な半導体レーザ、光をナノサイズに閉じ込め機能増強した量子光源や光回路、超高精細なマイクロ LED 光源、多光子過程に基づく高精度な結晶評価技術を開発し、これらを集約した光集積デバイス・システムを作製しています。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL
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Osaka University

量子コンピュータ、殺菌消毒光源、ウェアラブルディスプレイ
[1] T. Nambu & R. Katayama, et al., Opt. Express 30, 18628 (2022).
[2] N. Yokoyama & R. Katayama, et al., Jpn. J. Appl. Phys. 61, 050902 (2022).
[3] T. Nambu & R. Katayama, et al., Appl. Phys. Express 14, 061004 (2021).
http://www.qoe.eei.eng.osaka-u.ac.jp/index.html

キーワードフォトニクス・センシング工学

グラフェンと超高強度レーザーが切り拓く
極限世界
レーザー、プラズマ、宇宙、グラフェン、AI

蔵満 康浩 KURAMITSU Yasuhiro
電気電子情報通信工学専攻 教授

先進電磁エネルギー工学講座 極限プラズマ工学領域 蔵満研究室

ここがポイント！【研究内容】
極限状態下のプラズマ現象を理解し、それをもとにした独自の応用展開を導くことで、宇宙物理学やプラズマ物理学を含めたプラズマ科学の分野を発展させるとともに、それをベースにした産業
イノベーションにつながる研究を行っています。内外の高出力・高強度レーザーを用いた実験から、グラフェン等のナノマテリア
ルを用いたターゲット開発、さらに大型計算機を用いた数値シ
ミュレーションや、実験や大規模計算から得られる膨大なデータを扱うために機械学習等の AI を積極的に取り入れ、がん治療からブラックホールまで幅広い研究を展開しています。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

医療、エネルギー、ナノマテリアル[1] Y. Kuramitsu et al., Scientific Reports, 12, 2346 (2022)[2] Y. T. Liao et al., Nanoscale, 14, 42 (2022)[3] Y. Kuramitsu et al., Nature Communications, 9, 5109 (2018)
http://www.eie.eng.osaka-u.ac.jp/le/kuramitsu/

新たなナノスケール分析手法の構築と分子システムの新機能発現
キーワード

ナノテクノロジー、キラル分子認識、ナノ材料・ナノ構造

桑原 裕司 KUWAHARA Yuji
物理学系専攻 教授

精密工学講座 原子制御プロセス領域 桑原研究室

ここがポイント！【研究内容】
࢟ࣛࣝศᏊࡢศᏊㄆ㆑ࢆࠊᐇ✵㛫࣭ศᏊࢫࢣ࣮࡛ࣝほᐹホ౯࣊ࣜࢭࣥศᏊࡢ 670 ほᐹ࡜ࠊศᏊ఍ྜࣔࢹࣝ

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL• 単一分子からの発光や分子スケールでの振動分光が可能となる、世界
で一つのナノスケール分析装置を構築して、ナノテクノロジーを推進します。
• 自然は、対掌性を好みます。生体を構成するすべての有機分子はキラルであり、どちらか一方の異性体のみを許容すること（ホモキラリティ）が知られています。構造キラリティと光学活性の関係、キラル分子認識メカニズムを分子スケールで分析することにより、この自然のミス
テリーに挑みます。
• 国際共同研究を積極的に推進して、現場レベルでの研究者交流と、世界で活躍できる人材を育てます。

バイオテクノロジー、創薬（不斉合成）関連、フレキシブルデバイス[1] Yuji Kuwahara et al., Phys. Rev. Lett., 91 (2003) 255501‒255505.
[2] Yuji Kuwahara et al., Adv. Mater., 24, 13 (2012) 1675‒1692.
[3] Yuji Kuwahara et al., Carbon, 99 (2016) 642‒648.
http://www-ss.prec.eng.osaka-u.ac.jp/
2024 研究シーズ集 教 授 版

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フォトニクス・センシング工学

新奇半導体光物性の探索とデバイス構造・システム創出
キーワード

半導体、LED、レーザダイオード、光無線通信、光物性

小島 一信 KOJIMA Kazunobu
電気電子情報通信工学専攻 教授

創製エレクトロニクス材料講座 新奇機能マテリアル領域 小島研究室

ここがポイント！【研究内容】

私たちは、ワイドバンドギャップ半導体を中心とした光材
料に軸足を置き、新奇な（これまでにない）物性の探索、デバイス構造やシステムの提案・創出を目指して研究を行っています。具体的には、6G 向けギガビット級深紫外 LED
光無線通信システムや、新しい分光分析技術（ODPL 分光法）の独自開発などが挙げられます。私たちは、研究開発プロ
セス（基礎研究から応用・製品化）を一気通貫にて実施し、革新的技術を創出し続けています。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

照明、無線通信、分析機器[1] K. Kojima et al., Applied physics letters 117, 031103 (2020).
[2] K. Kojima et al., Applied physics express 13, 012004 (2020).
[3] K. Kojima et al., APL materials7, 071116 (2019).
http://www.sfm.eei.eng.osaka-u.ac.jp/

第 3 世代半導体 CirD レーザーの
研究開発
キーワード

インターネット、データーセンター、光通信、半導体レーザー、
フォトニック結晶

近藤 正彦 KONDOW Masahiko
電気電子情報通信工学専攻 教授

エレクトロニクスデバイス講座 情報デバイス領域 近藤研究室

ここがポイント！【研究内容】

近藤研究室が挑戦しているのは、世界初となる第 3 世代の半導体レーザーの実現。伝送能力の限界が近づく光（ファイバー）
通信に革新的な進化をもたらす “ 究極の半導体レーザー ” の創出をめざしてフォトニック結晶を用いる画期的な CirD レー
ザーを考案。シミュレーションと試作を重ねながら、そのレーザーを実現するための新規材料づくりから、ナノスケールの超精密加工技術の開発、できあがった素子を CPU へ集積化するための実装方法の確立までトータルに取り組んでいる。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL
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Osaka University

ICT、DX[1] Y. Miyamoto, M. Kondow, et al., Photonics and Nanostructures, 31, (2018) 168 (招待論文).
[2] Y. Xiong, M. Kondow, et al., Photonics, 6, (2019) 54 (招待論文).
[3] H. Ye, M. Kondow, et al., Applied Sciences, 10, (2020) 8377 (招待論文).
http://www.e3.eei.eng.osaka-u.ac.jp/index.html

キーワードフォトニクス・センシング工学

極限イメージング技術の開発と物質の電子状態と光学特性の操作
原子スケールイメージング技術、ナノプローブテクノロジー、
光と物質の相互作用の原子レベル観察、ナノスケールの界面準位の測定

菅原 康弘 SUGAWARA Yasuhiro
物理学系専攻 教授

応用物理学講座 ナノ物性工学領域 菅原研究室

ここがポイント！【研究内容】
革新的ナノスケールのイメージング技術の開発を進めながら、ナノ物質に発現する特異な物理・化学現象の探索と解明を進めている。具体的には、光誘起力顕微鏡を用いて、分子の電子遷移の誘起分極パターンを画像化し、光と物質の相互作用の本質に迫る研究を推進している。また、磁気共鳴力顕微鏡を用いて、ダイヤモ
ンド中の窒素・空孔（NV）中心の有するスピンを制御して、量子コンピューティングを行うための基礎研究を行っている。さらに、低消費電力・超高速なバイアスの開発に不可欠な半導体界面の散乱中心や界面電荷をナノメートルの空間分解能で可視化・解析する技術の開発を進めている。
応用分野
論文・解説等

次世代電子デバイス、太陽電池、環境材料[1] T. Yamamoto et al., ACS Nano, 18, 1724 (2024).
[2] J. Yamanishi et al., Nature Communications, 12, 3865 (2021).

連絡先 URL

http://nanophysics.ap.eng.osaka-u.ac.jp

メタサーフェスによる光と熱の制御
キーワード

プラズモニクス、メタマテリアル、メタサーフェス、熱輻射髙原 淳一 TAKAHARA Junichi
物理学系専攻／附属フォトニクスセンター 教授
応用物理学講座 ナノエレクトロニクス領域
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応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

ここがポイント！【研究内容】

金属のナノフォトニクス「プラズモニクス」と人工的な光学媒質「メタマテリアル」を用いたフォトニックデバイスの研究を行っています。最近はシリコンを用いた誘電体メ
タサーフェスの研究に力を入れています。誘電体メタ原子中の多重極子を制御することによりバルクの 10 万倍におよぶ巨大非線形光学効果による光スイッチ、高解像度カラー
画像生成、高効率エコ電球、放射冷却デバイス、超高感度
屈折率センサーなど多様な応用が期待できます。

医療・ヘルスケア分野、セキュリティ、省エネルギー[1] 高原淳一, 電子情報通信学会誌, 105(1), (2022) pp.39‒46.
[2] Y. Duh, Y. Nagasaki, et al., Nature Commun. 11: 4101(2020).
[3] H. Toyoda et al., Photonics, 6(4), 105 (2019).
https://sites.google.com/site/professortakahara/home2024 研究シーズ集 教 授 版

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フォトニクス・センシング工学

ナノスケール加工・計測と知的統合に関する学術の探究
キーワード

メトロロジー、スマート精密加工計測、ナノ光計測、
光放射圧、光量子効果

高谷 裕浩 TAKAYA Yasuhiro
機械工学専攻 教授

統合設計学講座 ナノ加工計測学領域 高谷・水谷研究室

ここがポイント！【研究内容】• 直径 8 ミクロンの光放射圧マイクロプロープを実装したマイクロ部品の 3 次元座標測定機（ナノ CMM）を開発。
• 研究テーマカテゴリーは次の 4 本柱、{1}「レーザ応用ナノ計測技術」：
ナノスケールものづくり基盤計測技術の確立、{2}「レーザ応用超微細加工技術」：ナノ加工技術の確立とナノ計測ツールの開発、{3}「ナノ計測システムの製造、組立技術」：ナノ生産技術における技術革新、および {4}「量子光学に基づいた次世代精密計測法」：フォトン・メトロロジ一基盤技術の確立。
• 予測型生産システムにおける AI を利用するスマート精密加工計測の新たな研究戦術を展開！
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

生産科学分野、機上・インプロセス計測関連、光学素子加工計測、超精密表面トポグラフィ測定機[1] Yasuhiro Takaya, Int. J. of Automation Technology, Vol.8 No.1, 2014.
[2] Takaya, Y. et al., CIRP Annals, Vol.65, Issue 1, 2016.
[3] Uenohara, T., Takaya, Y., Mizutani, Y., CIRP Annals, Vol.66, Issue 1, 2017.
http://www-optim.mech.eng.osaka-u.ac.jp/index.html

Nano-manipulation of light through plasmonics for creating
and studying new nanotechnologies and optical phenomena
キーワード

ナノ光学技術、光計測、ナノフォトニクス、ナノイメージング、
プラズモニクス

バルマ プラブハット VERMA Prabhat
物理学系専攻 教授

応用物理学講座 ナノスペクトロスコピー領域 バルマ研究室

ここがポイント！【研究内容】
Light wavelengths within and around the visible spectrum are generally too large for light-matterinteraction at the nanoscale. Plasmonic nanotips offer a cutting-edge solution for manipulating lightby confining it into a nanometric volume and opening up a range of possibilities for its nanoscale
applications. When combined with non-destructive optical techniques such as Raman spectroscopy andimaging, this plasmonic approach facilitates one to “see” the physical, chemical, and biological phenomena
occurring at the nanometer scale, and even down to the sub-nanometer scale. Our group is actively
engaged in inventing, developing, and improving world-class instrumentation for plasmonics-based
optical techniques. This includes technologies such as tip-enhanced Raman spectroscopy/microscopy
and plasmon nanofocusing, which we utilize for nano-investigation and nanoimaging of a diverse range ofphysical, chemical, and biological properties in a variety of samples. Additionally, these technologies arealso applied in the precise control of chemical reactions and optical switching at the nanometer scale.
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL
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Osaka University

ナノスケールの新現象、材料解析、ナノスケール化学反応、光スイッチング、バイオ研究[1] R. Kato et al., Science Advances 8, eabo4021 (2022).
[2] T. Umakoshi et al., Science Advances 6, eaba4179 (2020).
[3] T. Mino et al., ACS Nano 8, 10187 (2014).
http://naspec.ap.eng.osaka-u.ac.jp/

キーワードフォトニクス・センシング工学

生体情報を可視化する光学顕微鏡技術の開発
フォトニクス、光学顕微鏡、ラマン顕微鏡、超解像顕微鏡、
バイオイメージング

藤田 克昌 FUJITA Katsumasa

物理学系専攻／附属フォトニクスセンター 教授／センター長
応用物理学講座 ナノフォトニクス領域

ここがポイント！【研究内容】
光と物質とが相互作用すると、反射や散乱、吸収などの様々な効
果が生じます。これらの効果は物質の多種多様な情報を取得することに利用できます。この方法と光学顕微鏡を組み合わせると、細胞や組織の形状、またそれらを構成する物質分布の情報が画像として与えられ、細胞の種類や活性状態、皮膚や臓器などの生体組織の状態の病変等の様々な生体情報が得られます。このような豊富な生体情報をもたらす「光」による新しい分析技術、顕微鏡技術を開発し、発展させ、未来の医療や創薬へ資する研究を進め
ています。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

バイオイメージング、医療、創薬[1] K. Temma and R. Oketani et al., Nat. Methods, 21, 889 (2024).
[2] K. Watanabe et al., Nat. Commun., 6: 10095 (2015).
[3] A. F. Palonpon et al., Nat. Protoc., 8, 677 (2013).
http://lasie.ap.eng.osaka-u.ac.jp/home_j.html

情報通信インフラを根底から支える
フォトニックネットワーク
キーワード

光ファイバ通信、光信号処理、非線形波動理論

丸田 章博 MARUTA Akihiro
電気電子情報通信工学専攻 教授

通信ネットワーク工学講座 フォトニックネットワーク工学領域 丸田研究室

ここがポイント！【研究内容】•増加が続く情報通信ネットワーク上を流通する情報を効
率よく収容するための光ファイバネットワークの大容量化・高機能化に向けた研究を推進しています。
•非線形波動理論を学問的基礎において、光ファイバや光
デバイス中で生じる様々な非線形現象を解明し、その現象を光伝送技術および光信号処理技術に応用する研究を行っています。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

情報通信インフラ、光ファイバ通信、光計測[1] A. Maruta, IEICE Trans. Commun., E101-B (1), 80 (2018).
[2] 丸田他, 信学論(B), J99-B (11), 976 (2016).
[3] A. Maruta et al., IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron., 8 (3), 640 (2002).
http://wwwpn.comm.eng.osaka-u.ac.jp/home/2024 研究シーズ集 教 授 版

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フォトニクス・センシング工学

結晶が創る新世界
キーワード

非線形光学結晶、窒化物半導体、尿路結石、骨リモデリング森 勇介 MORI Yusuke
電気電子情報通信工学専攻 教授

創製エレクトロニクス材料講座 マテリアルイノベーション領域 森研究室

ここがポイント！【研究内容】
研究で一番重要なのは、the ﬁrst or the best、です。私が発見した波長変換結晶 CLBO は、the ﬁrst、の事例と言って良いと思いますが紫外線を発生できる日本発の光学結晶です。現在、世界の半導体製造工場で使われています。2014 年に LED でノーベル賞を受賞された GaN 結晶は結晶の品質の向上が課題でした。私の研究室ではサイズと品質の両立を世界で初めて実現しました。これは、the best、の事例かと思います。尿路結石と骨リモデリン
グでは、相転移が重要ということを初めて見出しました。この研究はこれからですが面白い発展を期待しています。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

24

Osaka University

半導体製造技術、パワーエレクトロニクス、レーダー技術、医療・ヘルスケア[1] Y. Maegaki et al., Japanese Journal of Applied Physics, Vol.61, pp.052005/1-5 (2022.05)[2] H. Yamauchi et al., Japanese Journal of Applied Physics, Vol.61, No.5, pp.055505/1-6 (2022.05)[3] A. Shimizu et al., Applied Physics Express, Vol.15, pp.035503/1-5(2022.03)
http://crystal.pwr.eng.osaka-u.ac.jp/

微生物機能のリデザインによる社会課題の解決
生体・バイオ工学

キーワード

微生物機能、合成生物学、人工生命、オミックス科学、
データサイエンス青木 航 AOKI Wataru
生物工学専攻 教授

生物工学講座 微生物機能工学領域

ここがポイント！【研究内容】•極めて多様な微生物機能を改変・応用することで、社会課題を解決するバイオテクノロジーを開発しています。
•また、“ 人工生命 ” をゼロからデザインすることで、現生生命では実現不可能なバイオテクノロジーを開発しています。
•上記 2 つのアプローチ（現生生命の活用と人工生命のデザイン）により、持続可能で誰もが安心して暮らせる社
会の創出を目指します。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

食品、医療・ヘルスケア、環境[1] 青木 航, 生物工学会誌，2021 年 99 巻 6 号 p. 284-287[2] Kosaka et al., bioRxiv, 2022, doi.org/10.1101/2022.08.29.505692[3] 特願2022-124329
準備中

福祉と健康を支える QOL テクノロジーの分野横断的な研究展開
キーワード

福祉工学、生体医工学、人間情報学、触覚技術、
ヒューマンインタフェース

井野 秀一 INO Shuichi
機械工学専攻 教授

統合設計学講座 人間支援工学領域

ここがポイント！【研究内容】
多様な人たちの日常の暮らしを科学技術で支援する健康・福祉技術（QOL テクノロジー）の研究開発を異分野融合で進めています。
ヒトの感覚情報処理と運動・行動のメカニズムを生理学や心理学に基づいて調べる人間計測、身体機能を補助・代行するヒューマ
ンインタフェースや医歯看工連携によるリハビリ・フレイル予防・
生活習慣病予防に関する技術開発を主な研究対象としています。
これらの研究から得られた知見を新たな視点で咀嚼し、バーチャ
ルリアリティなどの人間－機械システムや人間拡張技術に展開する研究も同時に行っています。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

医療・ヘルスケア分野、福祉関連分野、人間工学分野[1] T. Tanabe, Y. Fujimoto, S. Ino, et al., IEEE Access, 11, 28706-28714, 2023.
[2] M. Hosono, S. Ino, et al., Int. J. Hydrogen Energy, 44, 29310‒29318, 2019.
[3] H. Endo, S. Ino, et al., Appetite, 116, 493‒501, 2017.
http://www2.mech.eng.osaka-u.ac.jp/laboratory/ino/2024 研究シーズ集 教 授 版

25

生体内分子の動態・機能を可視化するプローブ開発
生体・バイオ工学

蛍光プローブ、タンパク質ラベル化、19F MRI

キーワード菊地 和也 KIKUCHI Kazuya
応用化学専攻 教授

分子創成化学講座 ケミカルバイオロジー領域

ここがポイント！【研究内容】

生きた細胞や動物の中でタンパク質の働きを可視化する手法の開発は、生物学の研究において極めて重要です。私達は任意のタンパク質とβ - ラクタマーゼを融合発現し、様々な蛍光分子で標識する手法を確立しました。この手法により、タンパク質の動態や周辺の pH 環境をリアルタイムで可視化できます。また、生体内に導入したフッ素核の位置を可視化する 19F MRI という手法によって、生体内の酵素反応を可視化するプローブの開発を行っています。
応用分野
論文・解説等

医療・ヘルスケア分野、創薬関連、材料分野[1] M. Minoshima, T. Umeno, K. Kadooka, M. Roux, N. Yamada, K. Kikuchi, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e20231704.
[2] Y. Konishi, M. Minoshima, K. Fujihara, T. Uchihashi, K. Kikuchi, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202308565.

連絡先 URL

https://www-molpro-mls.eng.osaka-u.ac.jp/

細胞の気持ちを知り育む技術開発－細胞製造性－
細胞製造性、幹細胞工学、製造工程開発、製造安定性、
無菌操作

キーワード

紀ノ岡 正博 KINO-OKA Masahiro
生物工学専攻 教授

生物工学講座 生物プロセスシステム工学領域 紀ノ岡研究室

ここがポイント！【研究内容】⣽⬊〇㐀ᛶᕤ⛬࡟࠾ࡅࡿഃ㠃࡜ࣈࣜࢵࢪࡢ㔜せᛶ䝤 䝸 䝑䝆

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応用分野
論文・解説等
連絡先 URL
26

Osaka University

一連の生物的イベントやその反応場を解釈し、バイオの力を利用することで、人類の営みに幸せを導くことを目指しております。
特に、ヒト細胞の気持ちや組織の成り立ちを理解し、育む技術を構築・利用することである「細胞製造性」を基盤学問とし、細胞製造を介する新産業分野（細胞治療・再生医療技術産業、培養食肉産業など）へ展開するため、3 つの要素（ヒトづくり、モノづ
くり、ルールづくり）から成る「コトづくり」を実践し、産・官・学の三位一体で産業を興すことに貢献したいと思っております。

再生医療・細胞治療技術産業、培養食肉[1] 紀ノ岡正博, 山本陸, 再生医療, 21(1) 8‒13 (2022)[2] 紀ノ岡正博, 化学工学, 86(4), 169‒172 (2022)[3] M.-H. Kim and M. Kino-oka, Biotechnol. Bioeng.,118, 4537‒4549 (2021)
https://www-bio.eng.osaka-u.ac.jp/ps/indexj.html

磁性材料の開発とその磁石、冷凍機、医療への応用
生体・バイオ工学

キーワード

磁性材料、材料構造分析、量子ビーム、ナノ粒子、医療機器

中川 貴 NAKAGAWA Takashi
ビジネスエンジニアリング専攻 教授

技術知マネジメント講座 材料技術知マネジメント領域 中川・清野研究室

ここがポイント！【研究内容】
窒化物や酸化物などのセラミックスを中心に新たな磁性材料を合成し、永久磁石、極低温冷凍機、磁気ハイパーサーミア、磁気分離、
磁気粒子イメージングなど幅広い分野への応用を目指した研究を行っています。大型放射光施設や J-Parc などで量子ビームを駆使した材料解析にも取り組み、より特性の優れた磁性材料の設計指針を構築しています。また、病理の診断や治療へ応用できる高周波磁場発生装置の開発も手掛けています。さらに、触媒ナノ粒子の開発にも携わっております。

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

磁性材料分野、医療・ヘルスケア分野[1] T. Nakagawa, Series in Physics and Engineering in Medicine and Biology Magnetic Nanoparticles for Medical Diagnostics, IOP publishing (2018)[2] 中川貴, 電気学会誌 133(2) (2013) 74‒76.
[3] 中川貴, まぐね, Vol. 4 (No. 1) (2009) pp.30‒37.
http://www.mit.eng.osaka-u.ac.jp/mt2/

生体分子の機能向上・機能改変・バイオマテリアルへの展開
キーワード

人工金属酵素、バイオハイブリッド触媒、生体材料、ポルフィリノイド、応用生物無機化学

林 高史 HAYASHI Takashi
応用化学専攻 教授

物質機能化学講座 構造有機化学領域 林研究室

ここがポイント！【研究内容】
金属イオンや金属錯体を含むタンパク質の高機能化・機能改変、
生体触媒やナノバイオマテリアルの創製等を手がけている。具体的には、（1）高い触媒活性・選択性を有する生体触媒開発に向けたヘムタンパク質の改変や金属酵素機能モデルの合成、（2）タン
パク質と有機金属錯体を組み合わせた人工金属酵素の構築、（3）
タンパク質やペプチドを構成単位とする機能性材料の開拓、（4）
新規ポルフィリノイド金属錯体の合成と物性・反応性の評価等、生体分子を基盤とした機能性触媒やデバイスの構築と新たな学際領域研究分野の開拓をめざしている。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

触媒開発、バイオ分子工学、環境負荷軽減型物質変換[1] T. Hayashi et al., Acc. Chem. Res. 2019, 52, 945‒954.
[2] T. Hayashi et al., Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 13813‒13817.
[3] T. Hayashi et al., J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 1822‒1831.
http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~hayashiken/
2024 研究シーズ集 教 授 版

27

微生物の多様な機能を活用した
ボトムアップバイオテクノロジー
生体・バイオ工学

合成生物学、進化工学、酵素、極限環境微生物キーワード本田 孝祐 HONDA Kohsuke
生物工学国際交流センター 教授
分子微生物学研究室

ここがポイント！【研究内容】• 微生物やそれらの生態を支える生体分子（酵素など）の働きを解明するとともに、実験室内進化によりこれらの機能を人為的に改変します。
• さまざまな微生物のうち、100℃近い高温や有機溶媒の存在下など、他の生物が到底生存できない環境でも生育できるユニー
クな微生物（極限環境微生物）に着目しています。
• 極限微生物やその生体分子の頑健性を活かし、これらをボトムアップに組み合わせることで有用物質生産や計測・診断ツールとして利用します。
応用分野

化学、食品、計測・診断[1] G. Suryatin Alim et al., Appl. Environ. Microbiol., 2021, 87, e00541‒21[2] 本田孝祐, 生物工学会誌, 2019, 97, 115[3] 特許第6439220号, 本田, 跡見, 「補酵素の製造方法及び補酵素製造用形質転換体セット」
https://hondalab.sakura.ne.jp/Molecular-M/

論文・解説等
連絡先 URL

超高速架橋による強くて透明な
三次元細胞培養用コラーゲンゲルの開発
再生医療、組織工学、コラーゲン、足場材料、三次元培養

キーワード

松崎 典弥 MATSUSAKI Michiya
応用化学専攻 教授

分子創成化学講座 有機工業化学領域
Au(III)

Transition
ition metal
met ions

Pd(II)

Pt(II)

M

Gelation time: 10s
Elasticity:
560 kPa
Transmittance: 91%

Type I Collagen solution

20s
46.0 kPa85%

3 min
1.78 MPa
81%

Cancer organoids
M
M

M
M

M

M
M
M

Non-activation(1 kPa)3D culture

N

N
Ptt
P

N
Collective migration(162 kPa)

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL
28

Osaka UniversityNM

ここがポイント！【研究内容】
細胞の三次元培養において、足場材料の弾性率などの物理的な因子が細胞の機能や分化誘導に影響することが知られている。コラーゲンは体内に最も豊富に存在するタンパク質であり、細胞培養の足場材料として広く用いられてきたが、溶解性に乏しく、体内と同程度の数数百 kPa の弾性率を再現することは困難であった。我々は、遷移金属イオンが窒素や酸素原子との配位結合によりコラーゲン分子を特異的かつ高速（数十秒）に架橋し、数百
kPa 以上の弾性率を発現することを見出した。本手法は細胞毒性も低く、高弾性率環境での独創的な三次元培養方法として応用が期待される。

医療・ヘルスケア分野、創薬関連[1] Tomoyuki Suezawa and Michiya Matsusaki, et al., Ultra-Rapid and SpecificGelation of Collagen Molecules for Transparent and Tough Gels by Transition
Metal Complexation, Adv. Sci., 10, 2302637 (2023).
http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~matsusaki-lab/

生命に関わる結晶の相転移現象とその制御
生体・バイオ工学

キーワード

結晶成長、バイオミネラル、結晶相転移、尿路結石、骨、医薬品化合物

丸山 美帆子 MARUYAMA Mihoko
電気電子情報通信工学専攻 教授

創成エレクトロニクス材料講座 機能創製バイオマテリアル領域 丸山美帆子研究室(a) aspirin formII

FormII

200 mm(c) kidney stone

50 mm

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

ここがポイント！【研究内容】(b) acetaminophen
Trihydrate

FormII(d) kidney stone
Multi-IF stained

50 mm

生物が作る有機物―結晶複合組織をバイオミネラルと言います。
材料となる結晶には安定相、準安定相が存在し、生物はこれらの相転移を自在に制御しながら複雑な組織を作ります。例えば骨や歯はしなやかで強靱な性質を持ちます。一方で尿路結石や血管石
灰化は、体内の制御機構の異常で生じる病的組織で、形成すると溶解や破砕、除去が困難で厄介な存在です。本研究室では、生物の結晶相転移制御のメカニズムを解明し、骨や歯の欠損・尿路結石・血管石灰化の新規治療法や予防法の開発を目指します。さらに、生物の結晶化戦略を応用した、新しい結晶材料合成技術を開発します。

医療、創薬関連、ヘルスケア分野[1] M. Maruyama*(責任著者), et al., Crystal Growth & Design, 23 (6), 4285‒4293 (2023).
[2] Y. Tanaka, M. Maruyama*(責任著者), et al., Scientific Reports, 11, 16841 (2021).
[3] Y. Tominaga, M. Maruyama*(責任著者), et al., Nature Photonics, 10, 723-726 (2016). (“ON THE COVER”に選出. Nature Methods 13, 973 (2016)で特集)
http://www.bio.eei.eng.osaka-u.ac.jp/

光技術を駆使した新奇な物質・生命機能の探求
キーワード

レーザー操作、ソフトマター、界面計測

吉川 洋史 YOSHIKAWA Hiroshi
物理学系専攻 教授

応用物理学講座 分子フォトニクス領域 吉川研究室

ここがポイント！【研究内容】
先駆的な光操作・光計測技術群を駆使して、新奇な物質・生命機能を探求しています。レーザーによる秩序構造形成の自在制御：
レーザーの物理的作用（熱・電場など）により分子や原子の集合・配列を自在制御し、従来法では得られない構造・形状・サイズ・機能を有する革新的材料（エレクトロニクス素子、医薬品、人工細胞など）の創製を目指しています。ソフトマターの特異な構造・機能の解明：系の引力・斥力バランスを乱さない非侵襲な光計測技術を駆使し、膜、ゲル、細胞組織（オルガノイド）などの柔らかい物質群に特異な構造や機能を調べています。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

光操作・光計測、高機能性結晶、生命科学・医療[1] H. Y. Yoshikawa* et al., Chem. Soc. Rev., 43, 2147 (2014).
[2] T. Tominaga, M. Maruyama*, H. Y. Yoshikawa*, et al., Nat. Photon., 10. 723 (2016).
[3] H. Takahashi, H. Y. Yoshikawa*, et al., J. Phys. Chem. C, 125, 8391 (2021).
https://mp-ap.eng.osaka-u.ac.jp/
2024 研究シーズ集 教 授 版

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マルチプロパティデザインに基づく
革新的材料加工プロセスの開発
キーワード

塑性加工、トライボロジー、マルチマテリアル、その場観察

デジタル造形工学

宇都宮 裕 UTSUNOMIYA Hiroshi
マテリアル生産科学専攻 教授

材料機能化プロセス工学講座 材質形態制御学領域 宇都宮研究室

ここがポイント！【研究内容】
高強度材料、軽量材料、高加工性材料、超微細結晶材料、エコマ
テリアルなど社会に要求される新材料を創製するために革新的な材料加工プロセスを提案・開発する研究を行っています。また材
料プロセス中の材料の変形・組織・物性発現の過程を解明し、指導原理を明らかとするために、その場観察・計測のための実験技
術や、理論および数値解析法の改良や開発する研究も進めています。さらには、性能向上、省エネルギー、低 CO2 排出量を目的として、使用する材料や加工プロセスの選択・最適化を行う設計法の開発にも取り組んでいます。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

モノづくり分野、材料製造分野、トライボロジー、その場観察[1] 宇都宮裕：ぷらすとす, 3‒36 (2020), 725‒729.
[2] H. Utsunomiya et al., CIRP Annals - Manufacturing Technology, 71-1 (2022), pp.245-248.
[3] 宇都宮裕ほか：自動車技術, 77-7 (2023), pp.52-57.
http://www.mat.eng.osaka-u.ac.jp/mse5/MSE5-HomeJ.htm

求められる特性をもつ材料を、
製法・資源リサイクルを含めて設計
キーワード

Additive Manufacturing、コンピュータシミュレーション、
超温度場材料創成学、力学メタマテリアル

小泉 雄一郎 KOIZUMI Yuichiro

マテリアル生産科学専攻／異方性カスタム設計 AM・研究開発センター 教授
材料エネルギー理工学講座 材料設計・プロセス工学領域 小泉研究室

ここがポイント！【研究内容】
原子レベルからメートルレベルにおける構造と特性の関係を解明
し、環境に配慮して有用な性能を持つ材料を設計し、その製造プ
ロセスを創製する研究を進めています。特に、計算機シミュレー
ションと実験の融合、データ駆動型のアプローチによる材料プロ
セスの最適化を、レーザによる 3D プリンターで発生する特殊な環境（超温度場）における特異な凝固・結晶成長現象の解明と制御に焦点を当てて研究をしています。さらに、希少元素フリーで高機能を発現する力学メタマテリアルの開発や、リサイクルによる持続可能社会の実現に開発に貢献する研究も行っています。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL
30

Osaka University

新素材分野、エネルギー分野、医療・ヘルスケア分野[1] Y. Koizumi, M. Okugawa, ISIJ Int., 62, (2022), 2183‒2196.
[2] 材料設計・プロセス工学領域（小泉研究室）研究業績 http://www.mat.eng.osaka-u.ac.jp/msp3/publication/[3] 超温度場材料創成学研究成果 https://www-mat.eng.osaka-u.ac.jp/super3dp/achievement2023
http://www.mat.eng.osaka-u.ac.jp/msp3/

非への挑戦：不安定現象を積極的かつ安全に利用するための力学
キーワード

知能・機能創成工学、理論応用力学、サイバネティック材料、
数理モデリング、コンピューターシミュレーション
デジタル造形工学

中谷 彰宏 NAKATANI Akihiro
機械工学専攻 教授

機能構造学講座 マイクロ動力学領域 中谷・土井研究室

ここがポイント！【研究内容】

適応機械システムの原理を用いた構造の知能・機能創成を目指した研究を行なっています。特に、マクロ特性の根本となるミクロ現象を背後で駆動する汎関数としてのエネル
ギー曲面の形態を探究しながら、システムの多重安定性に由来するミクロ構造の不安定現象とマクロ特性の関係性に注目し、マルチスケールモデリングを通じて、エネルギー曲面の凸性の消失を積極的かつ安全に利用するための理論
応用力学の構築・体系化に取り組んでいます。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

適応機械システムの創成、材料・構造の知能・機能化、構造健全性評価と安全・安心の科学[1] 非なるものへの挑戦：不安定現象を積極的かつ安全に利用するための力学, 生産と技術 72巻3号 29‒32ページ, 2020年7月[2] Stability-controlled crack initiation in nacre-like composite materials, Journal of
the Mechanics and Physics of Solids, Vol.125, pp. 591-612, April 2019.
https://researchmap.jp/akihironakatani

生体材料・骨組織、航空宇宙材料に対する「異方性材料科学」の構築
キーワード

金属 3D プリンティング、デジタル造形サイエンス、
骨基質配向性、脊椎スペーサー、タービンブレード

中野 貴由 NAKANO Takayoshi
マテリアル生産科学専攻 教授

材料機能化プロセス工学講座 生体材料学領域 中野研究室

ここがポイント！【研究内容】
ライフ・グリーンイノベーション実現のため、結晶学や結晶塑性
学などの材料科学を基軸にした生体組織の物性・機能解明、それに基づく革新的な生体材料と航空宇宙材料の創製を目指した教育と研究に取り組んでいます。生体組織の特徴的な階層ごとの異方性配列・構造に学びつつ、金属 3D プリンティング（Additive
Manufacturing:AM）と計算機シミュレーション技術を駆使することで、生体や超高温を含む極限環境下でさえも高機能発現を可能とする材料を創製するための “ 異方性材料科学 ” ともいうべき
新たなジャンルの学問体系を築くことを目的としています。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

革新的整形外科・歯科医療・獣医療分野、航空・宇宙分野、再生医療・骨質診断分野[1] （中野研論文・著書・解説）http://www.mat.eng.osaka-u.ac.jp/msp6/nakano/publications/[2] （中野研受賞）http://www.mat.eng.osaka-u.ac.jp/msp6/nakano/publications/award.html[3] （中野研新聞報道）http://www.mat.eng.osaka-u.ac.jp/msp6/nakano/publications/presentation.html
http://www.mat.eng.osaka-u.ac.jp/msp6/nakano/2024 研究シーズ集 教 授 版

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超音波を用いた非破壊材料評価
キーワード

非破壊材料評価、超音波、非接触計測、波動論、
超音波伝搬シミュレーション

デジタル造形工学

林 高弘 HAYASHI Takahiro
機械工学専攻 教授

機能構造学講座 材料評価工学領域 林研究室

ここがポイント！【研究内容】• 超音波を用いた材料内部の非破壊評価に関する研究をしています。
• レーザ、空中超音波センサ、電磁超音波センサなどを用いた非接触による超音波計測を新しく開発することにより、応用分野の飛躍的な拡大につながっています。
• 構造内の複雑な超音波伝搬挙動に関する諸問題は、波動論や超音波伝搬シミュレーションにより解決します。
• 国研、民間企業の研究所など産学官での研究経験を活かし、共同研究を通じた応用研究にも積極的です。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

自動車・航空機・電機等の製造分野、プラント・電力等のプラントメンテナンス分野、センサ分野[1] T. Hayashi et al., Non-contact imaging of subsurface defects using a scanning laser source, Ultrasonics. 119 (2022)[2] T. Hayashi, Defect imaging for plate-like structures using diffuse field, J. Acoust. Soc. Am. 143 (2018)[3] T. Hayashi, Imaging defects in a plate with complex geometries, Appl. Phys. Lett. 108 (2016)
http://www-nde.mech.eng.osaka-u.ac.jp/

格子欠陥制御による航空宇宙材料
の開発
キーワード

高温耐熱材料、形状記憶合金、3D プリンター、結晶塑性学、
組織制御

安田 弘行 YASUDA Hiroyuki
マテリアル生産科学専攻 教授

構造機能制御学講座 結晶塑性工学領域 安田研究室

ここがポイント！【研究内容】
航空宇宙分野、エネルギー分野で使用される高温耐熱材料について、転位を初めとする格子欠陥の運動を自由自在に制御することで、その高強度化、高延性化、高靭性化を達成するための教育と研究を行っています。最近では、3D プリンターを初めとする新規製造プロセス、中性子回折を初めとする新規解析方法も積極的に活用しています。さらに、構造材料の研究で培ったノウハウを活かして、形状記憶合金、永久磁石等の機能性材料の高性能化にも取り組んでいます。

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL
32

Osaka University

航空宇宙分野、エネルギー分野[1] K. Cho, H. Y. Yasuda, et al., Addit. Manuf., 46 (2021) 102091.
[2] H. Y. Yasuda et al., Scr. Mater., 108 (2015) 80‒83.
[3] H. Y. Yasuda et al., Acta Mater., 51 (2003) 5101‒5112.
http://www.mat.eng.osaka-u.ac.jp/mse3/mse3-homeJ.htm

ディスプレイだけではない「液晶力」の新たな機能応用展開
液晶、有機半導体、光学デバイス、太陽電池

キーワード

尾﨑 雅則 OZAKI Masanori
電気電子情報通信工学専攻 教授

ここがポイント！【研究内容】

A
P

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL「液晶」と言えば「ディスプレイ」という常識を超え、液晶のもつ潜在的ポテンシャル「液晶力」を生かした機能応用を目指しています。分子自らが自発的に配列し、さらには高次の構造を形成する液晶性と、その結果として発現する種々の異方性や外場応答性を活用して、プリンタブル電子デバイス（有機トランジスタ、
太陽電池）、焦点可変レンズ（度数可変メガネ）、印刷技術で作製可能な光波面制御デバイス（メタマテリアル、メタサーフェス、
ホログラム、光渦）、3D プリント（AM）技術で作る異方性デバイス（MEMS デバイス）など、広範な機能応用展開を行います。

元素戦略・分子デザイン工学

創製エレクトロニクス材料講座 有機エレクトロニクス領域 尾﨑研究室

電子・光デバイス、エネルギー、センシング[1] M. Ozaki; Liquid Crystals, 45 (2018) 2376
[2] S. Y. Cho; Symmetry, 13 (2021) 1584
[3] Y. Yabuuchi; Adv. Electron. Mater., 7 (2021) 2100313
http://opal.eei.eng.osaka-u.ac.jp/httpdocs/

環状オリゴ糖の超精密分子集積化による高度分子認識材料の開発
環状オリゴ糖、分子認識、自己組織化、超分子材料、吸着材

キーワード

木田 敏之 KIDA Toshiyuki
応用化学専攻 教授／環境安全研究管理センター長
分子創成化学講座 分子相関化学領域

ここがポイント！【研究内容】

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㞟ྜయ

䝏䝱䞁䝛䝹ᆺ
㞟ྜయ

10 Pm

CO
O2

1 Pm

1 Pm

䝖䝷䞁䝇య
䝅䝇య

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

高い生体・環境適合性を有し、カーボンニュートラルな植物原料から合成できる「オリゴ糖」や「多糖」を用いて、環境保全や医療に役立つ高機能材料を開発しています。特に、環状オリゴ糖がもつ「物質取り込み能力（包接能）」や「規則的に集合する能力（自己組織化能）」に着目し、これらの性質・機能を合成化学的手法
あるいは超分子化学的手法により超高度化した材料を用いて、水や油の中に混入した有害物質の効率的分離・回収、植物油中の不飽和脂肪酸成分の高選択的分離等に取り組んでいます。

分離・分析分野、環境分野、医療・ヘルスケア分野[1] Toshiyuki Kida et al., RSC Adv., 2023, 13, 34366-34370.
[2] Toshiyuki Kida et al., Langmuir, 2022, 38, 8407-8415.
[3] Toshiyuki Kida et al., Langmuir, 2022, 38, 5149‒5155.
http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~kida-lab/2024 研究シーズ集 教 授 版

33

計測・機械学習・合成化学の協奏によるエネルギー変換材料研究
キーワード

次世代太陽電池、マイクロ波分光、有機無機ハイブリッド、
機械学習、高分子佐伯 昭紀 SAEKI Akinori
応用化学専攻 教授
元素戦略・分子デザイン工学

物質機能化学講座 物性化学領域 佐伯研究室

ここがポイント！【研究内容】
機械学習による機能材料の設計から合成、デバイスの作製と評価、そして基礎過程解明とそのための装置開発を行っています。物理化学・光化学・高分子化学・有機化学・無機化学の知識と技術を融合し、特に次世代太陽電池として期待されているポリマー太陽電池や有機無機ハイブリッド・ペロブスカイト太陽電池の研究を行っています。さらに、（高）分子やその集合体の光物性、電子物性、誘電物性に注目しながら、新たなコンセプトの材料や新機構の実証と学理構築を目指しています。

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

太陽電池、センサー、プラスチック材料[1] Y. Miyake, A. Saeki, J. Phys. Chem. Lett. 2021, 12, 12391‒12401 (DOI: 10.1021/acs.jpclett.1c03526)[2] K. Kranthiraja, A. Saeki, Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2011168 (DOI: 10.1002/adfm.202011168)[3] A. Saeki, Polym. J. 2020, 52, 1307‒1321 (DOI: 10.1038/s41428-020-00399-2)
http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~saeki/cmpc/

次世代量子デバイス創出に向けた
原子層結晶の新奇現象探究
キーワード

原子層結晶、トポロジカル物質、スピントロニクス、有機分子、
光電子分光

坂本 一之 SAKAMOTO Kazuyuki
物理学系専攻 教授

応用物理学講座 表面ナノ物性領域 坂本研究室

ここがポイント！【研究内容】
物質を極限まで薄くした、1 から数原子の厚さしかない 2 次元原子層物質は、3 次元の固体にはない物理現象を発現することが知られている。我々は固体表面に原子や分子を蒸着して “ 自然界に存在しない原子層結晶 ” を作製し、そこで展開される電子のスピンと軌道が織りなす新奇物理現象を独自の測定手法を用いて観測して、その起源を解明している。また、このような基礎科学的知見の発展だけでなく、原子層結晶への異種原子・分子吸着や光照射によって原子層結晶の新奇物性を制御して、全く新しい概念のデバイスの創出を目指している。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL
34

Osaka University

材料科学、物質設計、次世代デバイス開発[1] T. Kobayashi et al., Nano Lett. 23, 7675 (2023).
[2] R. Itaya et al., Phys. Rev. Mater. 7, 114201 (2023).
[3] S. Yoshizawa et al., Nat. Commun. 12, 1462 (2021).
http://snp.ap.eng.osaka-u.ac.jp/JPN/Welcome.html

ブリトライト型ケイ酸（希土類）化合物の低温かつ簡便な調製法
キーワード

ブリトライト、希土類、イオン電導、触媒担体、
放射性物質廃棄体

櫻井 英博 SAKURAI Hidehiro
応用化学専攻 教授

ここがポイント！【研究内容】
ブリトライト型ケイ酸化合物はウラン鉱などでよく見られる構造体で、その形成には高温高圧を必要とする。一方、同系統のアパ
タイト型ケイ酸誘導体は高いイオン電導性を示すことが知られており、近い構造を有するブリトライト誘導体も様々な材料用途が期待されるが、現在は「忘れ去られた誘導体」となっている。最近、
我々は、ブリトライト型ケイ酸ランタンが、600 度という破格な低温条件で簡便に合成できることを見出した。そこでこれらのイオン電導材料、シンチレーター、放射性物質廃棄体などへの応用研究を進めるためのパートナーを募集している。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

元素戦略・分子デザイン工学

物質機能化学講座 物理有機化学領域 櫻井研究室

燃料電池、シンチレーター、放射性物質処理[1] 特願2022-035539「アパタイト型希土類シリケートの製造方法」2022/3/8.

https://www-chem.eng.osaka-u.ac.jp/~sakurai-lab/

電気化学・表面解析・計算科学の融合による表面構造・機能設計
キーワード

電気化学、金 属・半導体、自己組 織 化、形態・構 造制御、計算科学

土谷 博昭 TSUCHIYA Hiroaki
マテリアル生産科学専攻 教授

材料機能化プロセス工学講座 環境材料学領域

ここがポイント！【研究内容】• 金属材料・半導体と環境の相互作用により生じる化学反応の解明と制御に関する研究を推進している。
• 電気化学プロセスによる金属・半導体表面への自己組織化ナノ細孔形
成・成長の機序解明に材料工学的観点から取り組んでいる。
• 金属表面に生成する不働態皮膜やさび層の構造・物性を電気化学的手法や表面分析により評価して、表面皮膜の耐環境機能の起源を解明することで新規耐食原理の構築を目指している。
• 実験と計算科学を駆使して金属表面近傍の化学反応およびそれに関与する物質移動現象の理解の深化に繋がる研究を行っている。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

腐食防食分野、エネルギー・バイオ分野、予防・保全分野[1] H. Tsuchiya et al., Nanoscale 12 (2020) 8119-8132.
[2] H. Tsuchiya et al., Corrosion 76 (2020) 335-343.
[3] H. Tsuchiya et al., Journal of the Electrochemical Society 166 (2019) C3443-C3447.
http://www.mat.eng.osaka-u.ac.jp/msp5/MSP5-HomeJ.htm
2024 研究シーズ集 教 授 版

35

反応活性種に立脚した合理的触媒設計による官能基変換反応の革新
キーワード

有機金属錯体触媒、金属クラスター錯体触媒、有機合成化学、
官能基変換

劒 隼人 TSURUGI Hayato
応用化学専攻 教授
元素戦略・分子デザイン工学

分子創成化学講座 分子設計化学領域 劒研究室

ここがポイント！【研究内容】
有機化合物に含まれる官能基の変換は、わずか数個の原子を変えるのみで分子全体の性質を大きく一変できることから、有機合成
化学における重要な研究対象です。ある官能基を狙い撃ちして変換すべく、触媒分子を精密に設計し、新たな分子変換に向けて研究を進めています。具体的には、可視光を用いる天然にも豊富なカルボン酸のカルボキシル基変換、有機化合物中のエーテル結合
やアゾ結合、炭素－水素結合の変換などを対象とし、徹底した反応機構の解明を通じた独自の触媒分子の開発を行っています。

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

創薬関連、機能性有機材料[1] Tsurugi, H. et al., Inorg. Chem., 2024, 63, 3037-3046.
[2] Tsurugi, H. et al., ACS Catal., 2023, 13, 3093-3100.
[3] Tsurugi, H. et al., J. Am. Chem. Soc., 2020, 142, 12, 5668-5675.
https://htosakaeng.wixsite.com/my-site-1

遷移金属・典型元素触媒を用いる
新しい分子変換
キーワード

遷移金属触媒、典型元素触媒、有機合成化学

鳶巣 守 TOBISU Mamoru
応用化学専攻／ ICS-OTRI 教授
分子創成化学講座 機能有機化学領域

ここがポイント！【研究内容】

遷移金属や典型元素を駆使した触媒・反応試薬により、新
しい反応性化学種を発生し新規な分子変換を達成しました。
具体的には、①炭素原子 1 つだけを挿入する反応、②新しいフィッシャーカルベンの触媒的発生法、③リンのレドッ
クスを活用する触媒反応、④ビニルアニオン等価体の触媒的な発生法、です。いずれも単純な原料から従来法では合成困難な複雑な分子を簡便に合成するための手法です。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL
36

Osaka University

創薬関連、有機π電子系材料[1] Tobisu, M. et al., Science, 2023, 379, 484.
[2] Tobisu, M. et al., Nature Catal, 10.1038/s41929-023-01081-5[3] Tobisu, M. et al., Bull. Chem. Soc. Jpn., 2023, 96, 872.
https://www-chem.eng.osaka-u.ac.jp/~tobisu-lab/音を利用した機能性ナノギャップ
金属ナノ粒子の開発
キーワード

音、共振、金属ナノ粒子、水素センサ、ナノギャップ

中村 暢伴 NAKAMURA Nobutomo
機械工学専攻 教授

ここがポイント！【研究内容】「音を使ってナノ粒子をつくる」という独自に開発したナノ粒子作製技術を用いて、1nm 以下の間隔で並べられた究極のナノ
ギャップ金属ナノ粒子を創り出し、従来よりも優れたあるいは新奇な電気・光学特性を発現させ、水素ガスセンサや分子センサへの応用を目指した研究を行っています。一見して関係がなさそうに思える「音」、「ナノ粒子」、「電気・光学特性」というキーワー
ドをうまく結びつけて、優れたナノ材料やセンサの開発に応用する点が私たちの研究のポイントです。

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

元素戦略・分子デザイン工学

機能構造学講座 機能材料力学領域

ガス・分子センサ、ナノ材料の物性評価[1] おはぎを作っていたら大福ができた？（大阪大学プレスリリース, ResOU （2022/3/2））[2] 安全安心な水素社会へ（大阪大学プレスリリース, ResOU （2019/5/21））[3] Nakamura et al., Appl. Phys. Lett. 114 (2019) 201901.
http://dfm.mech.eng.osaka-u.ac.jp/

有機エレクトロニクス材料の開発とデバイス応用キーワード

有機電子材料、有機 EL、有機太陽電池、有機トランジスタ

中山 健一 NAKAYAMA Ken-ichi
応用化学専攻 教授

物質機能化学講座 有機電子材料科学領域 中山研究室

ここがポイント！【研究内容】

軽量・フレキシブルなデバイスとして期待される有機エレクトロニクスデバイスにおける新たなブレークスルーを目指して、1 分子を理解し設計・合成する化学から、その集合体である薄膜の構造制御、そして半導体物理に基づくデバイス解析までシームレスな視点での研究を行っています。
有機 EL、有機トランジスタ、有機太陽電池という当該分野における主要デバイスの作製技術を有し、「分子の個性をデバイスに活かす」ことをモットーに研究を行っています。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

デバイス分野、エネルギー分野[1] K. Nakayama et al., Materials, 14, 1200 (2021).
[2] K. Nakayama et al., Appl. Mater. Interfaces, 12, 9489 (2020).
[3] K. Nakayama et al., Chem. Sci., 9, 6614 (2018).
http://www-etchem.mls.eng.osaka-u.ac.jp/index.html
2024 研究シーズ集 教 授 版

37

極性転換の拡張に基づく有機合成技術の革新と機能性分子創成への展開
キーワード

有機合成化学、有機金属化学、触媒的不斉合成、生理活性分子、有機機能性材料

平野 康次 HIRANO Koji
応用化学専攻 教授
元素戦略・分子デザイン工学

分子創成化学講座 分子触媒化学領域 平野研究室

ここがポイント！【研究内容】
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N

N
H

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応用分野

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P

P

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H

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C N
N

我々の生活を豊かにする物質の多くは有機化合物であり、有機合成化学
は物質供給面から現代社会を支える基盤的学問です。「極性転換」をキーワードに、新たな機能を有する有機分子のデザインを可能にする斬新な有機合成手法の開発を行っています。
• 窒素の極性転換を利用した不斉アミノ化反応による含窒素医薬品分子の合成研究• リンの極性転換を利用した多重ホスフィン化反応による機能性有機材
料の合成研究• 芳香環の極性転換を利用した脱水素型ビアリールカップリングによる
機能性有機材料の合成研究

医療・ヘルスケア分野、創薬関連、スマートデバイス開発[1] K. Hirano et al., Org. Lett. 2020, 22, 3185‒3189.
[2] K. Hirano et al., J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 15620‒15623.
[3] K. Hirano et al., J. Synth. Org. Chem., Jpn. 2018, 76, 1206‒1214.
https://www-chem.eng.osaka-u.ac.jp/hirano-lab/index.html

論文・解説等
連絡先 URL

電気伝導度を用いた地球内部構造探査と地球内部物質の研究
キーワード

電気伝導度、岩石・鉱物、地球物理学

藤田 清士 FUJI-TA Kiyoshi
国際交流推進センター 教授／センター長
国際交流推進センター

ここがポイント！【研究内容】

2D square lattice model consisting of
100 ×100 elementary cells in amatrix configuration

Binarized scanning electron microscope image ofrock sample and computer generated 2D cell typelattice model( Fuji-ta, Seki and Ichiki 2018, Mineralogy and Petrology )応用分野
論文・解説等
連絡先 URL
38

Osaka University

電気伝導度は、水の存在や導電性物質に鋭敏な指標です。研究では、地殻やマントルなどの地球内部構造を推定する物理量として電気伝導度を用いています。地球の浅部から深部までの電磁気探査から推定された電気伝導度構造と室内実験から得られた岩石や鉱物の電気伝導度データを対比することにより、地球内部構造がより明確になります。電磁気観測結果―室内実験データ―理論計
算結果を組み合わせる事により、地球内部の電気伝導度構造推定がより正確になることが期待されています。

資源、防災[1] Fuji-ta et al., Mineralogy and Petrology, 2018, 112, 857‒864.
[2] Haraguchi et al., ISIJ International, 2018, 58, 1007‒1012.
[3] Hata et al., Journal of Geophysical Research, 2017, 122, 172‒190.
http://www.fsao.eng.osaka-u.ac.jp/about/overview/

人工光合成を志向した金属錯体化学
キーワード

金属錯体、人工光合成、電気化学、光化学

正岡 重行 MASAOKA Shigeyuki
応用化学専攻 教授

ここがポイント！【研究内容】
地球上に無尽蔵に降り注ぐ太陽光エネルギーを用いて化学エネル
ギーを作り出す「人工光合成」の構築は、実用化に成功すれば世界のエネルギー問題が一挙に解決可能なほど、極めて挑戦的でインパクトの大きな研究課題です。我々は、金属錯体を用いて電子移動を精密制御し、水や二酸化炭素などの小分子を自在に活性化することで「人工光合成」を達成に導く基盤技術の開発を目指しています。この戦略に基づき、これまでに天然の光合成を超える
反応速度を持つ金属錯体触媒の開発に成功しました。

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

元素戦略・分子デザイン工学

分子創成化学講座 触媒合成化学領域 正岡研究室

エネルギー関連分野、二酸化炭素削減[1] K. Kosugi, C. Akatsuka, H. Iwami, M. Kondo, S. Masaoka, J. Am. Chem. Soc., 2023, 145,19, 10451.
[2] K. Kosugi, M. Kondo, S. Masaoka, Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 22070.
[3] M. Okamura, M. Kondo, S. Masaoka et al., Nature, 2016, 530, 465.
http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/masaoka_lab/

N 原子ユニットの単純有機分子への自在的導入反応の開拓
キーワード

アミノ化反応、酸化反応、炭素－炭素二重結合

南方 聖司 MINAKATA Satoshi
応用化学専攻 教授

物質機能化学講座 精密合成化学領域 南方研究室

ここがポイント！【研究内容】• 有用な有機物質を合成するための基本となる反応の開拓を進めており、医薬品や有機材料の構造中に多く存在する窒素原子の導入法の開発。
• 市販されている単純な化学物質を原材料として、生成物の付加価値が高めることはもとより、これまで数段階必要であった反応を一段階で進行させ、効率性と簡便性を兼ね備えた反応開拓。
• 日本が誇れる資源であるヨウ素（産出量：世界第二位）を触媒として活用し、次亜塩素酸ナトリウムという非常に安価で安全な酸化剤を使用し、目的物質の立体化学を完全に制御した反応。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

創薬関連、医療・ヘルスケア分野、有機材料開発 等[1] S. Minakata, Acc. Chem Res., 2009, 42, 1172‒1182.
[2] S. Minakata, et al., Angew. Chem. Int. Ed., 2012, 51, 7804‒7808.
[3] S. Minakata, et al., J. Am. Chem. Soc., 2021, 143, 4112‒4118.
http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~minakata-lab/2024 研究シーズ集 教 授 版

39

典型元素の多様なデザインが生み出す
新反応、新触媒、新物質
有機合成、典型元素、選択的反応、金属錯体、機能性分子キーワード

安田 誠 YASUDA Makoto
応用化学専攻／ ICS-OTRI 教授
元素戦略・分子デザイン工学

分子創成化学講座 精密資源化学領域 安田研究室

ここがポイント！【研究内容】

元素性状制御設計による新化学種創成
π-system

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B
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OClO3

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O

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SnBu3

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Bu

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Sn

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Ph

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R

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Tol

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Ge Ge

Si

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R

Si

Al O Br
Br
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O

Al

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O

B(C6F5)3

Py

R

Zn

R

R

BF4K

B SnR3
N

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

Ar

周期表の元素は高々百程度しかなく不連続の性質を有する。もしそれらの元素を本来の性状だけでなく多様にチューニングすることができれば、無限の元素を手にしたことと同義となろう。我々は、典型元素を自在にデザインし、新しい性状を有する化学種を創成している。元素周辺の置換基や幾何構造を多様に操り、新反応、高選択的反応、効率的触媒創成を可能としている。これらは、創薬、化学製品の合成に寄与する。また、多様な化学種の性状を活用し、新規機能性有機材料開発へ展開している。

機能性有機材料、創薬、化成品製造[1] Angew. Chem. Int. Ed. in press. (DOI: 10.1002/anie.202201883)[2] J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 9308‒9313. (DOI: 10.1021/jacs.1c03760)[3] J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 17466‒17471. (DOI: 10.1021/jacs.9b08875)
http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~yasuda-lab/

ナノ構造触媒・光触媒の創成：水素・炭素・マテリアル循環型社会に向けて
キーワード

ナノ構造触媒、光触媒、水素の製造・貯蔵・輸送、二酸化炭素の回収・有材化

山下 弘巳 YAMASHITA Hiromi

マテリアル生産科学専攻／太陽エネルギー化学研究センター／ ICS-OTRI ／エマージングサイエンスデザイン R3 センター 教授
材料エネルギー理工学講座 材料理化学領域 山下研究室

ここがポイント！【研究内容】
ナノ構造体を活用する環境・エネルギー問題解決の糸口になる触媒・光触媒の設計を行っています。触媒・光触媒開発において、「活性点の設計」と「反応場の設計」は重要です。ゼオライト・メソポー
ラスシリカ・金属有機構造体（MOF）などが有するナノ空間では、
微粒子～クラスター～分子・原子サイズの触媒活性点の構造制御が可能であり、親疎水性や静電場などを制御した反応場を提供できます。ナノ空間を利用した活性点構造制御と反応場制御を試みることで、水素製造・二酸化炭素固定・過酸化水素合成などに有用なナノ構造触媒・光触媒の開発を行っています。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL
40

Osaka University

触媒科学、マテリアル科学、カーボンニュートラル、エネルギー・環境[1] Chem. Soc. Rev., 2018, 47, 8072.
[2] JACS, 2018, 140, 8902.
[3] JACS, 2018, 140, 9203.
http://www.mat.eng.osaka-u.ac.jp/msp1/MSP1-HomeJ.htm

メタボロミクス（網羅的代謝物プロファイリング）の
食品機能解析への応用
メタボロミクス、メタボリックフィンガープリンティング、食品フレーバー、フードロス、食品偽装キーワード

福崎 英一郎 FUKUSAKI Eiichiro

生物工学専攻／先導的学際研究機構産業 バイオイニシアティブ研究部門 教授
生物工学講座 生物資源工学領域 福崎研究室

ここがポイント！【研究内容】

応用分野

インテリジェントアグリ工学

代謝物の網羅的プロファイルを説明変数として生体材料の定量的表現型を予測するメタボリックフィンガープリン
ティングは、精密表現型解析の手法としてバイオサイエンス研究に必須の重要技術である。解析対象を「フード」としたフードメタボロミクスは、これまで熟練官能試験者しか定量記述できなかった食品二次機能（官能機能）を正確に記述できる技術として期待されている。フードメタボミ
クス技術は単に食品機能解析のみならず、フードロス削減のための必須技術として注目されている。
基礎生物学、医療、創薬、ヘルスケア、発酵生産、有用物質生産、食品、農業、保管、流通、サプライチェーン[1] Putri SP, Fukusaki E., et al.; J Biosci Bioeng. 2022 May; 133(5): 425‒435.
[2] 福崎英一郎；生物工学会誌, vol.94, no.5, 230‒236 (2016).
[3] 中野洋介, 谷口百優, 福崎英一郎；生物工学会誌, vol.97, no.4, p.199‒200 (2019).
https://www.fukusaki-lab.com/

論文・解説等
連絡先 URL

植物を用いた
低炭素型組換え医療用タンパク質生産
植物バイオ、糖鎖工学、組換えタンパク質キーワード

藤山 和仁 FUJIYAMA Kazuhito
生物工学国際交流センター 教授
応用微生物学 藤山研究室

ここがポイント！【研究内容】
治療酵素 b-glucocerebrosidase
医療現場で使用されている酵素

当研究室で生産技術を開発している酵素

性質

Imiglucerase

Velaglucerase

Taliglucerase

生産宿主

CHO細胞

ヒト
繊維肉腫
細胞

ニンジン
培養細胞

発現方法

定常的発現

定常的発現

定常的発現

主糖鎖構造

あるいは

（存在比%）(50)(90)

ベンサミアナ植物生産酵素
野生型
植物体

糖鎖改変型
植物体

定常的発現

(48)

(82)

野生型
植物体

糖鎖改変型
植物体

一過性発現

(30-63)(73-89)(60)
参考文献

Tekoah et al., 2013

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

Limkul et al., 2016

Uthailak et al., 2021

生 産工 場ベンサミアナ植物

低炭素で環境に優しく、ヒトに感染性の懸念のない植物を用いた組換え医療用タンパク質生産の技術開発を目指している。コロナワクチンなども植物を用いて生産され、実用化されています。医療用タンパク質の多くは、糖鎖が付加したタンパク質であり、この糖鎖はタンパク質の生物学的機能発揮に重要である。私たちは、糖鎖構造を好ましい構造へと改変する技術を開発し、治療に供する希少疾患用酵
素、抗体、成長因子などの生産に取組んでいる。

医療・ヘルスケア分野、糖鎖工学、翻訳後修飾[1] Uthailak N. et al., J Biosci Bioeng., 133(5): 481‒488 (2022).
[2] Sariyatun R. et al., Front Plant Sci., 12: 703020 (2021).
[3] Limkul J. et al., Plant Biotechnol J., 14(8); 1682‒1694 (2016).
http://www.icb.osaka-u.ac.jp/fujiyama_lab/index.html
2024 研究シーズ集 教 授 版

41

ゲノム編集技術を駆使した
植物有用テルペノイドのバイオプロダクション
ゲノム編集、合成生物学、植物バイオテクノロジー、代謝工学、
テルペノイドキーワード

村中 俊哉 MURANAKA Toshiya
生物工学専攻 教授

生物工学講座 細胞工学領域 村中研究室

ここがポイント！【研究内容】
インテリジェントアグリ工学

グリチルリチンを産生する
カンゾウの根（甘草根）

さがす

有用遺伝子
を見つけ出すつくる

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

42

Osaka University

ゲノム編集による毒の少ないジャガイモ

酵母を培養して薬用成分を造る

あやつる

ゲノム編集で
有用作物を
創る

つかう

自ら動くことができない植物は 100 万種類にもおよぶ低分子の化学物質を産生し、さまざまなストレスに適応して生存しています。これらの化学物質は、機能性食品、医薬品原料、香料などに応用可能なものもあります。そこで、テルペノイドに分類される
低分子化合物を中心に、ゲノム編集技術を駆使した合成生物学的手法を適用することにより、「（1）植物が多数の化学成分をつくるしくみを、微生物に付与する」、「（2）植物の有用成分をつくる
能力を向上させる／不要な成分を取り除く」ことを目指した研究を行なっています。

機能性食品、医療・ヘルスケア、バイオプロダクション[1] N. Chiyo et al., Plant Cell Physiol., 2024, 65, 185-198.
[2] M. Nishiyara and T. Muranaka, Plant Biotechnol., 40, 181-184.
[3] S.Y. Chung et al., Nature Commun., 2020, 11, 5664.
http://www.bio.eng.osaka-u.ac.jp/pl/index.html

「動くもの」をつくる・あやつる・解き明かす
非線形制御とロボティクス
制御工学、空想生物、建設機械

キーワード石川 将人 ISHIKAWA Masato
機械工学専攻／コマツみらい建機協働研究所 教授
知能制御学系 機械動力学領域 石川・南研究室

ここがポイント！【研究内容】

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

移動ロボット、メカトロニクス、建設機械の自動化[1] 石川：掘るとはなにか, 建設機械, 56(10), pp.26‒31 (2020)[2] 石川：砂に埋もれたモデルを探して, 計測と制御, 58(3), pp.161‒165 (2019)[3] 石川：生物に学ばない移動メカニズム, システム／制御／情報, pp.524‒529 (2009)https://ishikawa-lab.sakura.ne.jp/

いきもの─ AI 共創工学

• 制御工学とロボティクスが専門。特に非線形システムの制御と、移動ロボットへの応用に興味をもち、数理的なアプローチを得意とする。
• 生物に学ばないロボティクス：実在生物の先入観に頼らず、数理的な見地から新たな身体のかたちを探求、空想生物のロコモーション。
• 建設機械、油圧作業機械のモデリングと制御。複雑きわまりない土砂の挙動をあやつるために、データサイエンスと制御理論を活用。
• マルチエージェント系における知的相互推論、コミュニケーションの創発、言語の獲得過程。

生き物と人工物を貫く「知の源泉の共通原理」って？
陰陽制御、知の源泉、制御学

キーワード

大須賀 公一 OSUKA Koichi
機械工学専攻 教授

知能制御学講座 動的システム制御学領域 大須賀・杉本研究室
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ここがポイント！【研究内容】
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知能＝陽的知＋陰的知
これまでのほとんどの研究

陽的知
（表脳）

陽的制御則
陽的
的

陰的知
（裏脳）

陰的制御則
御
御則

i-CentiPot

見落とされていた研究

知の連関構造

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

AI が注目を集め、人間を超える人工物の開発が目指されている今
日この頃。しかし実は、自然界には脳がなくても賢くふるまう生
き物がたくさんいます。いったい、どういうことなのでしょうか !?
もしかしたら、「知能」という実態はなくて、知能を感じるから知能の存在を確信しているだけなのかもしれません。まさにフッサールの現象学的考え方です。本グループでは、「知能を創りたい」というはやる気持ちを抑えて、その前に「そもそも知能の源泉はどこにあるのだろうか？」ということをとことん探求したいと思います。

制御学、ロボット学、生物学、哲学[1] 大須賀公一 ほか: 制御系に埋め込まれた陰的制御則が適応機能の鍵を握る!?, 日本ロボット学会誌, 28‒4, pp.491‒502(2010)[2] 大須賀公一：知能はどこから生まれるのか－ムカデロボットと探す「隠れた脳」, 近代科学社(2018)[3] 大須賀公一：理系と文系における現象学的態度について, 本質学研究, 第10号, pp.88‒103(2022)
https://www-dsc-mech.eng.osaka-u.ac.jp/
2024 研究シーズ集 教 授 版

43

力学モデルと制御工学に基づく
次世代宇宙機のための制御技術
キーワード

軌道制御、姿勢制御、宇宙機フォーメーションフライト、
最適制御、確率システム制御

佐藤 訓志 SATOH Satoshi
機械工学専攻 教授

知能制御学講座 宇宙機ダイナミクス制御領域 佐藤研究室

ここがポイント！【研究内容】

いきもの─ AI 共創工学

• 力学モデルとシステム制御理論に基づいた、次世代宇宙機のための高効率・高速・高精度な軌道および姿勢制御技術や、宇宙機の新たなミッションを拓くフォーメーションフライト技術、可動部を有する宇宙機やロボットなど多体系の制御技術の研究
開発を、理論と応用の両面で行っています。
• 確率システム制御理論を用いた不規則外乱・雑音を含む動的シ
ステムを確率システムとしてモデル化し、確率的不確かさを陽に考慮した制御系設計および確率解析に基づく安定性解析・性能評価も行っています。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

宇宙工学、制御工学、ロボティクス[1] Y. Imoto et al., Acta Astronautica, 207, 2023
[2] R. Saito et al., Advances in Space Research, 70(7), 2022
[3] S. Satoh and H. J. Kappen, IEEJ Trans. Electrical and Electronic Engineering, 15(8), 2020
http://www-space.mech.eng.osaka-u.ac.jp/

マニピュレーションの原理原則を探求し、機械システムとして実装
キーワード

ロボティクス・メカトロニクス、ロボットマニピュレーション、
フードエンジニアリング

東森 充 HIGASHIMORI Mitsuru
機械工学専攻 教授

知能制御学講座 知能機械システム学領域 東森研究室

ここがポイント！【研究内容】
マニピュレーション（物体の操り）を中心としたロボティクス・
メカトロニクスに関する研究に取り組み、基礎理論から数値シ
ミュレーション、実機実験に至るまでの独創的な学術体系の構築を目指しています。さらには、医歯学や食品科学と融合し、マニ
ピュレーションならびにセンシングに関する新奇課題の創出、新奇システムの設計・実装論の構築に取り組んでいます。具体的には、「柔軟メカニズムによる劣駆動型操作」「機械学習を用いた不定形・不均一物体の操作」「食品操作・評価技術への応用」などの研究を推進しています。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL
44

Osaka University

ファクトリーオートメーション（FA）、食品開発分野、医療・リハビリテーション分野[1] M. Higashimori et al., IEEE Trans. Robot., 35‒3, pp. 602‒617 (2019)[2] 東森ら, 日本ロボット学会誌, 39‒6, pp. 553-554 (2021)[3] 東森ら, 日本食品科学工学会誌, 68‒2, pp.55‒64 (2021)
http://www-ims.mech.eng.osaka-u.ac.jp/index.html

LiVEMechX 創成－生命と機械を融合した柔らかいシステムの社会実装－
キーワード

生命機械融合、自己組織化、バイオアクチュエータ、
マイクロロボット、昆虫サイボーグ

森島 圭祐 MORISHIMA Keisuke

機械工学専攻／国際医工情報センター 教授

知能制御学系 生命機械融合ウエットロボティクス領域 森島研究室

ここがポイント！【研究内容】

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

医療・ヘルスケア分野、レスキュー、セキュリティー、スマートデバイス開発[1] “Teleoperated Locomotion for Biobot between Japan and Bangladesh”, Computation, 10, (10), 179, (2022)[2] “In situ integrated microrobots driven by artificial muscles built from biomolecular motors”, Science Robotics, 7(69), eaba8212, (2022)[3] “A printable active network actuator built from an engineered biomolecular motor”, Nature Materials, 20, (8), 1149‒1155, (2021)
http://www-live.mech.eng.osaka-u.ac.jp/

2024 研究シーズ集 教 授 版

いきもの─ AI 共創工学

いまだ世の中に昆虫のような超微小生命体と同等サイズで、かつ、化学エネルギで駆動するアクチュエータ・エネルギー源・センサ・知能を搭載した超微小自律移動機械、マイクロロボットは実現されていません。機械工学のものづくりを超えて、生命の自己組織化原理に迫るコンセプトを掲げ、「動的再構成可能なマイクロロ
ボット」「未来のロボットは生命と機械の融合で実現」「生物を超える柔らかい機械を作る」を目標に、構造を制御し、力学的機能を創発する、自己組織化と運動機能の学理を探求する生命機械融
合ウエットロボティクスを創成します。

45

産業・製品構造の変化に対応した
価値デザインと技術開発・ビジネス戦略
技術経営、プロジェクトマネジメント、材料プロセッシングキーワード

上西 啓介 UENISHI Keisuke
ビジネスエンジニアリング専攻 教授

テクノロジーデザイン講座 プロセスデザイン領域

ここがポイント！【研究内容】

つなぐ工学「ものづくり」における従来の「大量生産・大量消費」から、今後の「多様化」という時代の流れに順応可能な、次世代のリーダーを育成すべく、教育研究を通して「スキル」だけでなく、多面的な「視点」を持ってリーダシップを発揮できる能力を涵養することを目標としています。これからの社会ニーズを展望して技術課
題を先取りし、材料開発から実装技術などの製品化技術、更にはその技術・製品のマネジメント、ビジネスモデルに至るまでの、
課題解決・イノベーションに取り組みます。

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

エネルギー、モビリティ、電子機器システム[1] Considerations for Avoiding Commoditisation in the Automotive Industry ‒ Analysis of Factors that Enhance
Customisation, Hirotoshi Uehara, Atsunori Kobayashi, Junji Ikeda, Keisuke Uenishi, Hiroyuki Nagano, Shuichi
Ishida，International Journal of Business and Systems Research，Vol. 12， No. 1， p. 85‒105，2018年.
http://www.mit.eng.osaka-u.ac.jp/td2/

材料特性と溶接構造性能をつなぐ
デジタルツイン構築
損傷・破壊メカニズム、数理破壊モデリング、デジタルツイン、
溶接・接合構造キーワード

大畑 充 OHATA Mitsuru

マテリアル生産科学専攻 教授

構造化デザイン講座 材料構造健全性評価学領域

ここがポイント！【研究内容】

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応用分野
論文・解説等
連絡先 URL
46

Osaka University

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「材料ミクロ組織」－「材料・溶接部特性」－「構造性能」をインタラク
ティブに結ぶための階層間の損傷・破壊メカニズムを解明し、数理モデ
リングを通じたデジタルツイン性能予測手法を構築することで、• 材料特性を活かす合理的な構造性能・構造健全性保証のためのシミュ
レーションベース設計• あらゆる環境下・実働下での損傷・破壊を制御した先進材料／先進溶接・接合部構造設計• マルチ特性バランスに優れた材料組織のヘテロ構造特性指導原理の提示への応用展開を図っている。

溶接構造・製品の性能規定設計、構造材料設計・評価、健全性評価・維持管理分野[1] 大畑 他：溶接継手の性能予測技術の開発, 溶接学会誌, 86, 1, 52‒55 (2017).
[2] M. Ohata et al., Hierarchical Ductile Damage Simulation for Structural
Performance-Based Material Design, ISSS 2014, 3‒6, 1‒8 (2014).
http://www.mapse.eng.osaka-u.ac.jp/w4/index.html

複合材料工学・信頼性工学に基づく設計・評価技術の創成
キーワード

産学連携、異分野融合、複合材料、信頼性工学、工学教育

倉敷 哲生 KURASHIKI Tetsusei
ビジネスエンジニアリング専攻／マテリアル生産科学専攻 教授

テクノロジーデザイン講座 テクノロジー創成・連携領域 ／ 構造化デザイン講座 信頼性評価学領域（兼）倉敷研究室

ここがポイント！【研究内容】

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

つなぐ工学

複合材料工学・信頼性工学・工学教育を軸に、マルチスケール解析技術
や機能創成デザイン等の下記の研究を産学連携・異分野融合により推進。
• 先進複合材料の力学的特性評価とマルチスケールモデリング• 複合材料を用いた骨・インプラント系の設計・評価• 外部刺激により接着力を低減する易解体性接着接合技術• 水素蓄圧複合容器のマルチスケール信頼性設計・評価技術の開発• 電子デバイス／家電製品部材の信頼性評価• 災害シミュレーション：想定外事象に対する減災策の評価• 将来可能性教育：高大連携・事業戦略のワークショップデザイン
輸送機器・車両分野、家電分野、事業戦略分野[1] 特開2019-147824, 特許第7181571号：倉敷・坂本，解体性接着物組成物及び被着体の解体方法．
[2] 藤本森峰，倉敷哲生 他，Journal of Textile Enginerring, 69(2), 17-24, (2023).
[3] 倉敷哲生, 工学教育, 70(2), 94-99, (2022).
http://www.mapse.eng.osaka-u.ac.jp/w8/index.html

社会課題解決に向けた
環境リスクガバナンス
キーワード

リスク評価・管理、リスクガバナンス、リスクトレードオフ

東海 明宏 TOKAI Akihiro
環境エネルギー工学専攻 教授

環境システム学講座 環境マネジメント学領域 東海研究室

ここがポイント！【研究内容】
環境システムに内在する自然起源、人為起源のリスクを同定し、評価し、そして管理方策を関係者に助言として提示する研究である。リスクとは、機会としてとらえられたり、あるいは損失としてとらえられたりするが、社会の動態や進化、行く末に深く関与する中心的概念といえる。環境システムを構成する、サプライチェ
イン、都市代謝系を対象として自然起源・人為起源のリスク管理に向けた公私セクターにおける方向舵の設計と社会実装に向けた研究をおこなっている。

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

産業環境管理分野、サプライチェインマネジメント、環境マネジメント、制度設計分野[1] Hoa Thi Nguyen et al. (2021) Journal of Cleaner Production, 290, 125681.
[2] Mianqiang Xue et al. (2017) Environmental Science and Technology, 51, 13224－13230.
[3] Leticia Sarmento dos Muchangos, Akihiro Tokai (2020) Scientific African, 10, e00638.
http://www.see.eng.osaka-u.ac.jp/seeem/seeem/2024 研究シーズ集 教 授 版

47

溶接・接合プロセスメタラジー制御によるモノづくり技術の高度化
キーワード

溶接・接合プロセスメタラジー、鉄鋼材料

平田 弘征 HIRATA Hiroyuki
マテリアル生産科学専攻 教授

生産プロセス講座 プロセスメタラジー領域

ここがポイント！【研究内容】

つなぐ工学•鉄鋼材料のもつ性能を十二分に活かした溶接・接合構造物を実現するための新たな溶接・接合プロセスメタラジー制御の研究とそれを活かしたモノづくり技術の創出に挑戦しています。
•企業研究者としての経験を活かし、実用化を意識しながら実学としての溶接・接合工学の高度化を目指しています。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

48

Osaka University

社会インフラ、エネルギー関連機器、輸送機器など[1] H. Hirata et al.: Sci. and Tech. of Welding and Joining, 13(6), 524‒532[2] 平田ら：溶接学会論文集, 19(4), 673‒679[3] H. Hirata et al.: Welding International, 29(2), 922‒927
http://www.mapse.eng.osaka-u.ac.jp/research.html

海の技術は脱炭素社会を支えるキーワード

浮体式洋上風車、船体構造、大型浮体、流体構造連成

飯島 一博 IIJIMA Kazuhiro
地球総合工学専攻 教授

船舶工学講座・船舶海洋構造工学領域

ここがポイント！【研究内容】

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

再生可能エネルギー、海運、海洋システム[1] Iijima, K. and Fujikubo, M., Journal of Marine Science and Technology, Vol. 20. pp.530‒541, 2015.
[2] Iijima, K., Nihei, Y., Kuroda, Y., Murai, M., Proceedings of OMAE2015, ASME, 2015.
[3] Adilah, A. and Iijima, K., Journal of Marine Science and Technology, Vol. 27. pp. 408‒421, 2022.
http://www.naoe.eng.osaka-u.ac.jp/naoe/naoe4

社会基盤構造物の大規模更新・修繕に貢献する非破壊診断技術
キーワード「TranSupport」工学

海の技術が脱炭素社会を支える。洋上風力発電施設、大型浮体プ
ラットフォーム、大型船舶などの海の大型構造物を対象とし、必要な流体構造連成解析、構造デジタルツイン技術を研究します。
• 浮体式洋上風車は脱炭素化の決め手。複雑なシステムである浮体式洋上風車の挙動解析や水槽実験を行います。
• 大型船舶による水素やガスの輸送は脱炭素社会を支えます。大型船舶の構造安全の研究を行います。
• 再生可能エネルギー基地、大型沖合養殖、洋上都市など、洋上プラットフォームは海の起点です。

コンクリート構造物、維持管理、非破壊診断、弾性波、
電磁場応答

鎌田 敏郎 KAMADA Toshiro
地球総合工学専攻 教授

社会基盤工学講座 社会基盤設計学領域

ここがポイント！【研究内容】

コンクリートの内部に潜むひび割れや空隙、コンクリートの内部に埋め込んだ鉄筋やボルトの腐食の状態など、私の研究室では、構造物の表面からの目視確認が難しいものをターゲットとして、ありとあらゆる物理的・化学的な原理を駆使して、それらを非破壊で検知する手法を研究してい
ます。

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

センシングデバイス開発、構造材料開発、構造物モニタリング[1] 鎌田敏郎他, 土木学会論文集E2, Vol.75, No.2, pp.95‒105, 2019.5[2] 鎌田敏郎他, 土木学会論文集E2, Vol.73, No.2, pp.239‒250, 2017.6[3] 鎌田敏郎他, 土木学会論文集E2, Vol.68, No.4, pp.238‒250, 2012.10
http://civil-bridge.sakura.ne.jp/5kouza/home.html
2024 研究シーズ集 教 授 版

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環境共生型の国土・都市の探求
キーワード

都市・交通計画、共生社会、コンパクトシティ、分散型国土、
気候変動と都市紀伊 雅敦 KII Masanobu

環境エネルギー工学専攻 教授

共生環境デザイン学講座 共生都市計画学領域 紀伊研究室

ここがポイント！【研究内容】

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「TranSupport」工学

応用分野

都市の住みよさの仕組みの解明を目指すとともに、都市活
動と気候変動の相互作用に関する研究に取り組んでいます。
都市の住みよさに何が影響するのか、住みよさの感じ方はどう決まるのか、なぜ人々は住む場所を移動するのか、といった基本的な事柄も実は自明ではありません。様々な統計資料や空間情報に基づき、これらを解明し、住みよさの改善と気候変動の緩和を両立する効果的な方策と、関連する様々な要素技術を研究しています。

都市経済分析、モビリティ、環境共生都市[1] Kii et al., Scientific Reports 13 (2023).
[2] Kii et al., IATSS Research (2023).
[3] Kii, Urban Sustainability (2021).
http://www.see.eng.osaka-u.ac.jp/seeud/seeud/

論文・解説等
連絡先 URL

サステイナブルな都市・交通のデザインと社会実装
キーワード

モビリティシステム、移動のデザイン、持続可能な都市、
社会的インパクト、QOL

土井 健司 DOI Kenji
地球総合工学専攻 教授

社会システム学講座 交通・地域計画学領域 土井研究室

ここがポイント！【研究内容】
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応用分野
論文・解説等
連絡先 URL
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Osaka University

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人口減少や超高齢化の進行、激甚化する自然災害に加え、新型感染症のパンデミックを受けて、日々の移動の在り方が問い直されています。大量輸送や移動の速達性を指向する従来型の交通システムから、社会の様々な立場や価値観の人々を包摂し、安全・安心、カーボンニュートラルなどの要請に対応した持続可能なモビリティシステムへの移行が求められています。本研究室では、多様な分野とのクロスセクター連携、AI との協働モデルの構築により、人々の移動や生活の質を高めるモビリティシステムの創成に向けたデザイン技術を開発しています。

スマート技術、カーボンニュートラル技術、ヘルスケア分野
該当多数のため省略

http://www.civil.eng.osaka-u.ac.jp/plan/index.html

機械学習と最適化による港内操船の完全自動化に関する研究
キーワード

船舶操縦性能、制御理論、最適化、確率過程

牧 敦生 MAKI Atsuo
地球総合工学専攻 教授

船舶工学講座 船舶知能化領域

ここがポイント！【研究内容】
現在、国内外で、船の自動化に関する研究が急ピッチで進んでいます。この研究室では、船の運航に際して特に難易度が高いと言われている、港湾内での操船の完全自動化を目標として研究を行っています。風などの確率的な外乱下で、かつ他の船舶が航行しているような複雑な環境の中でも安全かつ素早く港に着離岸できるシステムを開発するため、制御理論や機械学習、最適化数学を駆使し、モデリングからビークルの制御まで、必要な研究をすべて行っていることが特徴です。

論文・解説等
連絡先 URL「TranSupport」工学

応用分野

UAV（UUVとUSV）、船の自動制御技術、マリンビークルのシステム同定[1] Atsuo Maki et al., Application of optimal control theory based on the evolution
strategy (CMA-ES) to automatic berthing (part: 1 and part: 2), Journal of
Marine Science and Technology, 2020 and 2021
http://www.naoe.eng.osaka-u.ac.jp/naoe/naoe5/jp/

数値シミュレーションとデータ解析
による船の実海域性能の推定と評価
キーワード

実海域性能、オンボードモニタリングデータ、海象、
力学モデル、統計モデル

箕浦 宗彦 MINOURA Munehiko
地球総合工学専攻 教授

海洋システム工学講座 海洋空間開発工学領域

ここがポイント！【研究内容】
海洋は波や風や流れのある極めて厳しい環境であり、その中を安全に効率よくはしる船の性能は高いレベルでの推定・評価が求められる。この性能は実海域性能といわれ、おおまかに分類すると燃費性能と運動性能に分けられる。燃費性能は船の経済性や航海時間を守れるかどうかの信頼性に関わり、運動性能は、航海の安全性や快適性に関わる。この性能を正しく推定・評価するために、各種の相互影響を取り入れた実海域性能シミュレーションの手法と、実際計測データ解析のためのそれぞれの相互影響を考えた統計モデルの開発に取り組む。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

造船、船舶運航支援、データサイエンス[1] T. Hanaki, M. Minoura: Journal of Marine Science and Technology 27(2) 971-988 (2022)[2] M. Minoura, T. Hanaki, T. Nanjo: PRADS 2019, pp. 878-898 (2020)[3] M. Minoura: ISOPE2016, pp. 333-341 (2016)
http://www.naoe.eng.osaka-u.ac.jp/naoe/naoe1/
2024 研究シーズ集 教 授 版

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データ同化で水環境や降雨出水の再現予測モデルに新たな地平をキーワード

データ同化、水環境、貧酸素化、地球温暖化、水災害

入江 政安 IRIE Masayasu
地球総合工学専攻 教授

社会システム学講座 みず工学領域

ここがポイント！【研究内容】• 台風の進路予測などに使われるデータ同化は、観測データを使ってシミュレーション結果を修正することにより再現予測精度を向上させることができ、水環境解析や大雨の時の出水予測に適用しています。さらに、実験や現地観測では得られにくいモデルパラ
メータ（係数）の推定までに発展させ、モデル式自体を見直したり、モデルを高度化するパラメータ推定技術として発展させています。
• 水域の貧酸素化対策や地球温暖化適応策の検討といった水災害・
水環境解析を、湖沼から内湾まで幅広に、力学から生物地球科学
まで横断的に対応できる珍しい研究室です。
応用分野

先読みシミュレーション

論文・解説等
連絡先 URL

地球温暖化対策、水産資源回復、食糧自給、エコな生活[1] 高橋・入江: 気候変動が加古川の水温およびアユの生態に与える影響, 土木学会論文集, 2021．
[2] 入江ほか: 密閉系での酸素消費速度実験とデータ同化を用いた大阪湾の貧酸素水塊規模の推計, 土木学会論文集, 2021．
[3] Irie et al., Parameter estimation of a distributed hydrological model using the adjoint method: A case study in the Ibo river watershed, Japan, 2019.
http://www.civil.eng.osaka-u.ac.jp/hyd/

老朽化する社会インフラを
データサイエンス技術で守る！
キーワード

インフラストラクチャ、維持管理、統計的劣化予測、
リスク評価、データサイエンス、DX

貝戸 清之 KAITO Kiyoyuki
地球総合工学専攻 教授

社会システム学講座 社会基盤マネジメント学領域

ここがポイント！【研究内容】

都市全体の下水道管の劣化予測シミュレーション（2050 年度）

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL
52

Osaka University• 目視点検データを用いた統計分析によるインフラの劣化・寿命予測。
• モニタリングデータを用いた時系列モデルによるインフラの劣化予測。
• 計量経済学に基づく、予算制約下におけるインフラ管理の最適化（費用最小化）。
• 劣化予測結果を利用したインフラのリスク評価、インフラネットワー
クのレジリエンス評価。
• 点群データを用いた AI 技術によるインフラの異常検知。
• 科学的根拠に基づくインフラ管理施策の形成とそのプロセスの可視化。
• DX による社会インフラマネジメントの高度化。

あらゆるインフラを対象とした国土政策分野、金融・保険分野、会計分野（資産価値評価）[1] 貝戸清之他，土木学会論文集D3， Vol.68，No.4，pp.255-271， 2012.10[2] 貝戸清之他，土木学会論文集F4， Vol.77，No.1，pp.115-134， 2021.5[3] 貝戸清之他，土木学会論文集F5， Vol.77，No.1，pp.84-100， 2021.6
http://www.infra-assetmetrics.com/

シミュレーションを活用した
界面エネルギー輸送現象の解明と制御
キーワード

分子シミュレーション、伝熱制御、省エネルギー、
機能性界面・流体、半導体製造

芝原 正彦 SHIBAHARA Masahiko

機械工学専攻／附属アトミックデザイン研究センター 教授
熱流動態学講座 マイクロ熱工学領域

ここがポイント！【研究内容】• 分子シミュレーションによりエネルギーの流れを 1 原子スケール以下の解像度で可視化する方法を開発して、機能性流体や機能性界面に適用し、流体の熱伝導率を向上あるいは界面熱抵抗を低減するためのメカニズムを解明。
• 分子シミュレーションによりエネルギーの流れを高時空間分解して可視化する方法を用いて、凝縮・凝固・蒸発・沸騰などの相変化現象を数値解析し、表面性状と界面における熱輸送との関係を解明。
• 分子シミュレーションを用いた触媒ナノ粒子への熱的影響評価や半導体デバイス洗浄過程の解析を実施。
応用分野

連絡先 URL

狭隘流路における潤滑圧駆動の
熱・物質輸送現象
キーワード

先読みシミュレーション

論文・解説等

環境・エネルギー分野、省エネルギー技術、半導体製造技術[1] K. Fujiwara, M. Shibahara, Scientific Reports, 9, 13202(2019).
[2] S. Uchida, K. Fujiwara, M. Shibahara, J. Phys. Chem., 125, 33, 9601‒9609(2021).
[3] Y. Ueki, Y. Tsutsumi, M. Shibahara, Int. J. Heat Mass Trans., 194, 123004(2022).
http://mte.mech.eng.osaka-u.ac.jp/

潤滑、膜透過、熱・物質輸送、流体・弾性体相互作用

竹内 伸太郎 TAKEUCHI Shintaro
機械工学専攻 教授

熱流動態学講座 流体物理学領域

ここがポイント！【研究内容】• 狭隘な隙間の流れにおいて発生する潤滑作用は、隙間の周辺だけでなく広範囲に影響を及ぼすことがある（例：空気中の微小水滴の衝突による積乱雲の発達、血管内の物質輸送）。
• 狭隘路の流れは実験による計測が困難で数値計算コストも大きいが、狭い流路から広い流路まで対象とする潤滑理論を構築し、流路壁面上の低次元圧力情報から壁垂直方向の圧力情報を回復するアイデアを実現した。
• 潤滑が支配的な流れにおける熱・物質輸送現象へ応用した。
• 広い範疇の問題へ適用可能な一般性を備えた理論・数値解法の構築を
目指す。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

流体工学分野、バイオメカニクス[1] Takeuchi, Tazaki, Miyauchi & Kajishima (2019), http://hdl.handle.net/11094/79018[2] Takeuchi & Gu (2019), https://doi.org/10.1103/PhysRevFluids.4.114101[3] Yamada, Takeuchi, Miyauchi & Kajishima (2021), https://doi.org/10.1007/s10404-021-02480-5
http://www-fluid.mech.eng.osaka-u.ac.jp/index-ja.html
2024 研究シーズ集 教 授 版

53

粉粒体および固気二相流の挙動を予測する
粉粒体、固気二相流、離散粒子シミュレーション、
DEM-CFDキーワード

田中 敏嗣 TANAKA Toshitsugu
機械工学専攻 教授

機能構造学講座 複合流動工学領域 田中・辻研究室
151

T. Kobayashi et al. / Powder Technology 248 (2013) 143–152

ここがポイント！【研究内容】

NC
4~6
3
2
1
0

(a) kD=10 N/m
DEM接触⼒モデル(b)
kD=100 N/m (c) kD=1000 N/m (d) kA=7000 N/m
計算負荷低減のための付着⼒モデル開発

Fig. 17. Coordination number distribution (dynamic adhesion force model, U = 0.02 m/s).

NC
4~6
3
2
1

流動層内流動のDEM-CFD解析
0(a) kD=10 N/m

応用分野

粒⼦群の固体相転移

自然界においては岩石、土砂の挙動、火山爆発、火砕流など、工業プロセスでは、食品材料、固体材料、医薬品などのハンドリン
グから製造に到るまで、さらにエネルギー分野ではバイオマスを含む固体燃料の燃焼やガス化プロセスなどにおいて、粉粒体および固気二相流が関わる現象は幅広く見られる。我々の研究室ではこのような複雑な現象に対して、世界に先駆けて DEM-CFD 解析
による数値シミュレーション法を提案し、各種モデルの開発や現象の解明を行ってきた。現在は、計算負荷軽減のためのモデル開発や種々の物理現象の解明に取り組んでいる。

(b) kD=100 N/m (c) kD=1000 N/m (d) kD=7000 N/m

エネルギー、製薬、建設機械、シミュレーションソフトウェア開発[1] Tsuji, Y. et al., Powder Technology, 77(1), 79‒87, 1993.
[2] Kobayashi, T. et al., Powder Technology, 248, 143‒152, 2013.
[3] 田中敏嗣, 混相流, 31(3), 245‒249, 2017.
F /F =40
http://www-cf.mech.eng.osaka-u.ac.jp/

Fig. 18. Coordination number distribution (with a constant adhesion force of FAD/FG = 40 and U = 0.02 m/s).

論文・解説等
連絡先 URL

collision model, therefore, it is expected that the predicting performance of the present model is not good for the case in which aggregates occupy a large fraction of the granular medium. Consequently,
the present dynamic adhesion force model is not good for predicting
the overshoot of the pressure drop in the bed observed around theminimum ﬂuidization velocity of Geldart Group A particles, which is
caused by the static adhesion effect in the packed bed, hence, it isAD

1.2x105

Number of particles of Nc=0 (-)

先読みシミュレーション

coordination numbers slightly increase with decreasing spring constant. However, the effect of the spring constant on the distributionof coordination number is not signiﬁcant. For the cases with a constant adhesion force (Fig. 18), the reduction in the spring constantcauses a drastic increase in the coordination numbers and produces
large-scale aggregates. In contrast, Fig. 17 demonstrates that the dynamic adhesion force model gives consistent behavior on the formation of aggregates for various spring constants considered.
Fig. 19 shows relationship between the number of particles of
NC = 0 and the spring constant. It can be seen that the numbers ofparticles with NC = 0 obtained using the dynamic adhesion force
model are slightly reduced form those without adhesion force for allcases, and that the reduction rate is nearly same for all cases. This result is consistent with the results shown in Fig. 17.
The calculation time required for a physical time of 1 s using a PC
(CPU: Intel Xeon 3.4 GHz, Memory: 4 GB) is approximately 6.8 days
for Case 1 and approximately 88.3 days for Case 4. Case 1 with the dynamic adhesion force model achieves an efﬁciency of approximately
13 times that of Case 4. Hence, the present dynamic adhesion force
model is useful to reduce the computational time.

G

FAD/FG=0
Present adhesion force model

1x105
8x104

プラズマ科学および半導体プロセス

5.2.3. Fluidization at U = 0.01 m/s
Fig. 20 shows the effect of spring constant on the instantaneous
distributions of coordination number for the case with dynamic adhesion force model and U = 0.01 m/s. It shows that the scale of aggregates decreases with decreasing spring constant. It means that the
dynamic adhesion force model with a small spring constant tends tounderestimate the effect of adhesion force. This discrepancy in the
structure of aggregates is due to the limitation of the dynamic adhesion force model. The dynamic adhesion force model has been developed not based on the aggregate-collision model but on the binary

キーワード

6x104

4x104

2x104

0
10

102

103

104

Spring constant (N/m)

プラズマ、半導体製造プロセス、表面加工、
数値シミュレーション、機械学習
Fig. 19. Relationship between number of particles of NC = 0 and spring constant (U =0.02 m/s).

浜口 智志 HAMAGUCHI Satoshi
マテリアル生産科学専攻 教授

生産プロセス講座 エネルギー形態制御領域 浜口研究室

ここがポイント！【研究内容】
本研究室では、プラズマ（気体放電）の基礎科学とその応用を研究対象とし、実験および理論の両面から、プラズマ及びプラズマ
固体・液体相互作用の本質的理解に努めている。最先端半導体の製造工程における基幹技術とされる超微細加工（高アスペクト比
エッチング、原子層堆積 [ALD], 原子層エッチング [ALE] 等）や人工骨等医療機器の表面改質にプラズマ制御が本質的な役割を担うことから、これらを対象とした応用研究も、国内外の企業と連携して進めている。

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL
54

Osaka University

半導体、医療材料・機器、表面加工、プラズマプロセス[1] 該当多数による省略

https://www-camt.eng.osaka-u.ac.jp/hamaguchi/

半導体デバイスのモデリング・シミュレーション
キーワード

デバイスシミュレーション、量子輸送、脱炭素社会

森 伸也 MORI Nobuya
電気電子情報通信工学専攻 教授

集積エレクトロニクス講座 計算量子情報エレクトロニクス領域

ここがポイント！【研究内容】

第一原理計算から経験的モデル、原子論から連続体、量子論から古典論までをつなぐマルチスケール・マルチフィジッ
クスの半導体デバイスのモデリング・シミュレーションを実現。デバイスシミュレータの高速化に向けた高速計算手
法も開発。

応用分野

連絡先 URL

電子状態理論による界面反応の解明と制御
キーワード

先読みシミュレーション

論文・解説等

次世代トランジスタ開発、パワーデバイス開発、熱電変換デバイス開発[1] G. Mil'nikov et al., RSDFT-NEGF transport simulations in realistic nanoscale transistors, JCEL 22, 1181 (2023).
[2] N. Mori et al., Nano-device simulation from an atomistic view, IEDM 2013.
[3] A. K. Geim et al., Resonant tunnelling through donor molecules, PRB 50, 8074 (1994).
http://www.si.eei.eng.osaka-u.ac.jp/

密度汎関数理論、機械学習、有機界面、不均一触媒、電気化学

森川 良忠 MORIKAWA Yoshitada
物理学系専攻 教授

精密工学講座 計算物理領域

ここがポイント！【研究内容】
量子力学に基づく電子状態計算と統計力学的手法、機械学習法などと組み合わせたマルチスケールシミュレーションにより、物質の持つ電気的、磁気的、化学的性質の物理的要因を明らかにし、それに基づいてより望ましい性質を持つ物質を設計する指針を与えることを目指しています。具体的な課題としては、不均一触媒
反応や電気化学反応、有機デバイスで重要な有機－金属界面など、固体表面や界面での構造や電子状態、化学反応過程の理論的解明とデザインをおこなっています。

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

エネルギー、環境、有機半導体[1] H. H. Halim and Y. Morikawa, ACS Phys. Chem. Au, DOI: 10.1021/acsphyschemau.2c00017[2] T. Ota, M. Alaydrus, H. Kizaki and Y. Morikawa, Phys. Rev. Mater., 6, 015801-1-12 (2022).
[3] J. I. Enriquez, F. Muttaqien, M. Michiuchi, K. Inagaki, M. Geshi, I. Hamada, and Y. Morikawa, Carbon, 174, 36-51 (2021).
http://www-cp.prec.eng.osaka-u.ac.jp/
2024 研究シーズ集 教 授 版

55

化石燃料の大量消費と環境問題の解決のためのエネルギーキャリア
キーワード

地球温暖化防止、エネルギーキャリア、
カーボンフリー燃料の燃焼、水素、アンモニア赤松 史光 AKAMATSU Fumiteru
機械工学専攻 教授

熱流動態学講座 燃焼工学領域 赤松研究室

ここがポイント！【研究内容】
私たちが利用しているエネルギーの約 9 割は、石油、天然ガス、石炭などの化石燃料を燃焼させることによって生み出されています。しかしながら、
近年、化石燃料の大量消費により、地球温暖化などの地球規模の環境問題が起こっています。この問題を解決するために、太陽光、太陽熱、風力等の再生可能な自然エネルギーを用いて製造される水素・アンモニア等のカー
ボンフリー燃料への燃料転換に伴って必要となる高度な燃焼制御に関する研究開発を推進しています。
グリーンイノベーション基金事業、「製造分野における熱プロセスの脱炭素化」の NEDO プロジェクト（https://www.nedo.go.jp/news/press/
AA5_101678.html）に、2023 年 10 月から 2032 年 3 月まで参画し、ビッグデータを用いた加熱炉のデジタルツイン制御に関する研究を遂行中です。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

地球温暖化防止、エネルギーキャリア、カーボンフリー燃料の燃焼[1] Kenta Kikuchi, Toru Motegi, Tsukasa Hori, and Fumiteru Akamatsu, International Journal of Hydrogen Energy (2022)[2] 赤松史光, 環境技術学会誌, Vol.51‒No.1, (2022年1月号), pp.49‒54.
[3] 赤松史光, 日本エネルギー学会機関誌, Vol.100‒No.6, (2021年11月号), pp.716‒724.
http://www-combu.mech.eng.osaka-u.ac.jp/

もったいない工学

消波性能の変化に着目した
消波工の効率的な維持管理に向けてキーワード

消波工、消波性能、越波、波力、維持管理

荒木 進歩 ARAKI Susumu
地球総合工学専攻 教授

社会システム学講座 国土開発保全工学領域

ここがポイント！【研究内容】• 消波ブロックで構成される海岸・港湾構造物の消波工の老朽化が急速に進行している状況を鑑み、必要な消波性能の保持の観点から維持管理を行う手法を提案。
• 来襲する高波浪による消波工の変形と、変形に伴う消波性能（越波量および本体構造物に作用する波力）の変化を適切に評価することにより、多少の消波工の変形が急激な性能低下に直結しないことを確認。
• 頻繁な点検・補修を行うことが予算の浪費につながっていない
かを検証。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL
56

Osaka University

海岸防災、維持管理[1] Araki, S., Kotake, Y., Kubota, S., et al., Journal of Coastal Research, SI 114, 2021.
[2] 荒木，渡邊，久保田：土木学会論文集B2 (海岸工学), 75(2), pp. I_793-I_798, 2019.
[3] 澁谷，小竹，荒木：土木学会論文集B3 (海洋開発), 75(2), I_917-I_922, 2019.
https://researchmap.jp/read0054762

次世代グリーンデバイスを拓く
半導体実用表面のサイエンス
キーワード

表面科学、固液界面反応、半導体プロセス、ナノカーボン、
触媒化学

有馬 健太 ARIMA Kenta
物理学系専攻 教授

精密工学講座 ナノ表面界面工学領域

ここがポイント！【研究内容】
次世代半導体表面と液相（もしくは気相）との相互作用を極限レベルで理解し、制御することを目指す、表面科学の研究を進めています。これは、未来の電子デバイスの製造時に不可欠な表面創成プロセス（超精密加工、洗浄、成膜、メッキなど）の飛躍的な高度化を促します。また、新奇のエッチング現象を活用した、Ⅳ族元素から成る高性能ナノ材料の創出や、新しい計測・評価手法の開発にも取り組んでいます。これらにより、クリーンで快適なエネルギー利用社会の実現に貢献したいと考えています。

応用分野

電子・エネルギーデバイス分野、表面分析分野、生産プロセス分野[1] J. Li, K. Arima, et al., Phys. Rev. Res. 6 (2024) 013252 (9 pages).
[2] Z. Ma, K. Arima, et al., Langmuir, 38 (2022) 3748-3754.
[3] 有馬健太、応用物理 、84 (2015) 1009-1012.
http://www-sie.prec.eng.osaka-u.ac.jp/

論文・解説等
連絡先 URL

もったいない工学

ウキクサ－微生物共生系を利用した水質浄化・バイオマス生産技術
キーワード

ウキクサ科植物、PGPB(Plant Growth-Promoting Bacteria)、
水質浄化、バイオマス生産

池 道彦 IKE Michihiko

環境エネルギー工学専攻 教授

環境資源・材料学講座 生物圏環境工学領域 池研究室

ここがポイント！【研究内容】
太陽光のみで駆動する
超省エネシステム

CO2

H2O + CO2N

光合成

アミノ酸・デンプンに富む
高付加価値バイオマスPO2

栄養塩の取込（水質浄化）

バイオマス合成

促進

N

P

PGPB（
（Plant GrowthPromoting Bacteria)

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

促進

水生植物ウキクサを用いて、排水や汚濁水中の窒素、リン等を除去する環境調和型水質浄化技術を開発しています。根圏に棲息する微生物との共生関係により、難分解性有害化学物質の分解も可能であることが分かってきました。水質浄化に伴って生じるウキ
クサバイオマスは資源価値も高く、同時にカーボン・ニュートラ
ルな資源の生産が行える Co-beneﬁt 技術として脱炭素に貢献する高いポテンシャルも有しています。植物成長促進細菌（PGPB）
を活用することで、水質浄化・バイオマス生産の効率をアップさせることが技術開発の “ 鍵 ” となっています。

環境保全・浄化、資源循環、エコテクノロジー[1] 池・平田監『植物機能のポテンシャルを活かした環境保全・浄化技術』シーエムシー (2011)[2] Ishizawa et al., Chemosphere, 238, 124682 (2020)[3] Toyama et al., MPMI, 35(1), 28‒38 (2022)
http://www.see.eng.osaka-u.ac.jp/seewb/seewb/ikelab/
2024 研究シーズ集 教 授 版

57

地圏環境の低環境負荷型利用・創成システムの開発
キーワード

資源循環、土壌・地下水汚染、廃棄物処分、固液界面反応

乾 徹 INUI Toru
地球総合工学専攻 教授

社会基盤工学講座 地盤工学領域

ここがポイント！【研究内容】

地圏は社会基盤施設の建設、食料生産、地下水涵養、資源開発などの場として利用されてきました。その持続可能な利用を図るために、地圏をフィールドとする資源の循環利用、有害廃棄物の処分に関する技術やシステムの開発、地圏の健全な物質循環の維持と環境保全、防災といった広範なテーマに対して、地盤を構成する粘土等の材料と水の固液界面で生じる様々なプロセスの分析、評価に基づいた基
礎・応用研究と、その社会実装を実施しています。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

インフラ、廃棄物管理、低炭素社会の実現[1] 片山ら, 地盤工学ジャーナル, 10.3208/jgs.15.675, 2020.
[2] Mo et al., Soils and Foundations, 10.1016/j.sandf.2020.05.007, 2020.
[3] Inui et al., J. Geotech. & Geoenv. Engrg., 10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0000507, 2011.
http://www.civil.eng.osaka-u.ac.jp/soil/

もったいない工学

脱炭素・海洋プラごみ問題解決に貢献する
バイオプラスチック
キーワード

バイオプラスチック、バイオマスプラスチック、
海洋生分解性プラスチック、熱可塑性デンプン

宇山 浩 UYAMA Hiroshi
応用化学専攻 教授

物質機能化学講座 高分子材料化学領域 宇山研究室

ここがポイント！【研究内容】
近年、脱炭素社会構築に向けたプラスチックの資源循環が社会的に求められている。宇山研究室はカーボンニュートラルに貢献するバイオマスプラスチックや廃棄時の環境負荷を低減する生分解性プラスチックの実用化に向けた産学連携研究を積極的に推進している。植物油脂の良さを引き出した機能性コーティング材料を
屋根用塗料として実用化するとともに、独自開発の熱可塑性デン
プンと生分解性プラスチックのブレンドを基盤とする海洋生分解性バイオマスプラスチックの開発プラットフォームを立上げ、製品試作に取り組んでいる。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL
58

Osaka University

プラスチック、包装材料、日用品[1] Uyama, Hiroshi, Polymer Journal 2018, 50, 1003‒1011, doi: 10.1038/s41428-018-0097-8[2] Uyama, Hiroshi et al., Chemical Reviews 2016, 116, 2307‒2413, doi: 10.1021/acs.chemrev.5b00472[3] 宇山浩ら, ポリ乳酸樹脂組成物およびポリ乳酸樹脂用添加剤, 特許5057874
http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~uyamaken/

快適で省エネルギーな空調・換気方式の設計及び性能評価方法
省エネルギー、快適性、自然換気、空調・換気設備

キーワード小林 知広 KOBAYASHI Tomohiro
地球総合工学専攻 教授

建築・都市デザイン学講座 建築・都市環境工学領域

ここがポイント！【研究内容】
建築物の運用における省エネルギー対策は今後脱炭素社会を目指す上での必須項目の一つですが、それは居住者の快適性や健康を確保した上での対策が大前提と言えます。我々は特に建築の空気
環境・熱環境・空調設備システムに焦点を当て、建築空間における物理環境やエネルギー効率に加えて人の心理・生理反応までを幅広く取り扱っています。また、建築環境分野の将来的な設計技
術開発につながる基礎研究から実建物を対象とした企業との共同研究まで幅広く扱っています。

応用分野

建築・都市関連分野、空調機器関連分野[1] T. Kobayashi et al., Building and Environment, Vol.115, pp.251-268, 2017.4[2] 小林：日本建築学会環境系論文集, 第83巻, 751号, pp.749-759, 2018.9[3] 小林ほか：日本建築学会環境系論文集, 第85巻, 第772号, pp.465-474, 2020.6
http://www.arch.eng.osaka-u.ac.jp/~labo4/

論文・解説等
連絡先 URL

もったいない工学

持続可能社会に相応しい人工物システムのデザインとマネジメント
ハイブリッドシミュレーション、ライフサイクル工学、
設計方法論、環境学、適正デザイン

キーワード小林 英樹 KOBAYASHI Hideki
機械工学専攻 教授

統合設計学講座 サステナブルシステムデザイン学領域 小林研究室
統合設計学講座

サステナブルシステムデザイン学領域（⼩林研究室）
持続可能社会に相応しい⼈⼯物システムをデザイン＆マネジメントする統合学術を構築しています．機械⼯学を基礎としてライフサイクル⼯学, 設計⼯学, 環境学などの知識を⽤いた
⽅法論,計算機システム開発に取り組んでいます．
エネルギー・交通システムのカーボンニュートラル、
資源循環シミュレーション

国際共同研究・教育プログラム（イタリア、インドネシア、ベトナム）

エネルギー

⽔

電気⾃動⾞

Body
Motor

地域指向デザインEVproduction

Usage

Recycling& disposal

Battery

需要代替

Body
EngineBattery exchange

需要代替

ガソリン⾃動⾞
GV
production

Usage

Recycling& disposal

CubiclePower conditioner

グローバル 機能代替
リユース 家庭⽤蓄電池
HB
production

Usage

Recycling& disposal

Battery

需要代替

Body
EngineMotor

ハイブリッド⾃動⾞
HV
production

Usage

グローバル
リユース

Recycling& disposal

Battery

資源

⼟地

⽣活圏のニーズ充⾜システム

Battery exchange

職⼈的技能に着⽬した
スロー・マニュファクチャリング

詳しくはホームページへ
http://www-ssd.mech.eng.osaka-u.ac.jp/index.html

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

ここがポイント！【研究内容】
持続可能社会に相応しい人工物システムの在り方を構想し、地球
環境、社会、経済の側面から人工物ライフサイクル、ものつくり
産業、消費をシステム化する方法論を開発、体系化しています。
システム構想段階では技術だけではなく、人々が真に求める世界を明らかにするために芸術やニーズ論、人類学などの人文系の学術との統合も試みます。学際的なシステムズ・アプローチを適用して設計支援システムや脱炭素・省資源のダイナミックシミュ
レーションを開発、市民や企業と共同で基礎から応用の検証を進める点に特徴があります。

カーボンニュートラル、サーキュラーエコノミー、持続可能な地域交通、人間と機械の共存システム[1] 小林英樹, 持続可能システムデザイン学, (2022), 共立出版.
[2] Kobayashi H. et al., Global Environmental Research, 25, (2021), 43‒50.
[3] Kobayashi H. et al., Advanced Engineering Informatics, 36, (2018), 101‒111.
http://www-ssd.mech.eng.osaka-u.ac.jp/index.html
2024 研究シーズ集 教 授 版

59

超精密ものづくり技術開発と半導体基板・X 線光学素子への応用
キーワード

超精密加工、大気圧プラズマ、ダメージフリー、
ワイドギャップ半導体、X 線結晶分光器

佐野 泰久 SANO Yasuhisa
物理学系専攻 教授

精密工学講座 超精密加工領域

ここがポイント！【研究内容】• メカニカルに削るのではなくケミカルに材料を除去するダメージフ
リー加工技術の開発• 高能率に一括形状修正加工が可能なマトリックス型多電極プラズマ発生装置の開発• 水だけで原子レベルで平らな表面に研磨可能な触媒表面基準エッチング（CARE）法の実用化研究• X 線結晶分光素子の高圧力プラズマエッチング（PCVM）による無歪化・高性能化• 低損失パワーデバイス製造のための SiC 基板超高速プラズマエッチン
グ技術の開発、等々
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

生産技術分野、パワーデバイス分野、X線光学分野[1] Y. Sano et al., Rev. Sci. Instrum. 92 (2021) 125107.
[2] S. Matsumura et al., Optics Express. 28 (2020) 25706.
[3] Y. Sano et al., ECS J. Solid State Sci. Technol. 10 (2021) 014005.
http://www-up.prec.eng.osaka-u.ac.jp/

もったいない工学

都市エネルギーシステムの脱炭素化と民生部門エネルギー需要予測シミュレーション
キーワード

都市エネルギーシステム、地球温暖化緩和策、建築・都市設備、
エネルギー需要科学

下田 吉之 SHIMODA Yoshiyuki
環境エネルギー工学専攻 教授

共生エネルギー学講座 都市エネルギーシステム領域

ここがポイント！【研究内容】
住宅・建築・地域冷暖房・スマートグリッドなどから構成される都市エネルギーシステムのモデル化と電力ロードカーブ予測、エネルギーマネジメントへの応用。民生部門最終需要モデルを用いた国や自治体の温室効果ガス排出予測と削減対策の立案支援。建築・住宅・地域冷暖房プラントのエネルギー消費データ分析とそれを基にした省エネルギー対策の立案。都市計画とエネルギー計
画を融合したカーボンニュートラルのまちづくり。情報技術を応用したスマート建築の計画。

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL
60

Osaka University

地球温暖化対策計画の立案支援、スマートグリッドの計画、省エネルギービジネスの展開[1] 下田「都市エネルギーシステム入門」学芸出版社(2014)[2] Shimoda et al., Applied Energy 303 (2021) 117510[3] Shimoda et al., Renewable and Sustainable Energy Reviews 132 (2020) 110051
http://www.see.eng.osaka-u.ac.jp/seeue/seeue/

数千メートルの長さを有する
ドリルパイプの潮流中挙動の推定
キーワード

海洋掘削、ドリルパイプ挙動、ANCF、CFD

鈴木 博善 SUZUKI Hiroyoshi
地球総合工学専攻 教授

船舶工学講座 船舶海洋流体工学領域

ここがポイント！【研究内容】• 石油やガスの探査や、海底鉱物やメタンハイドレイトなどの新
たな資源探査、および地震の発生メカニズム解明などの科学調査を目的とした海洋掘削が盛んに行われています。
• 海洋掘削のうち潮流中を回転させることで海底を掘削する数千メートルの長さのドリルパイプの運動シミュレーションを柔軟
多体系のシミュレーション手法である ANCF と CFD を用いて行っています。
• 海洋掘削の安全性向上および効率向上への貢献のため研究を行っています。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

海洋工学、海洋資源開発[1] T. Inoue, H. Suzuki, et al., Proc. of the ASME 2017 36th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering, 2017.
[2] 鈴木博善ら、ドリルパイプの水中挙動に関する実験的・数値的研究、日本船舶海洋工学会講演会論文集27号, 2018
http://www.naoe.eng.osaka-u.ac.jp/naoe/naoe7/student/

もったいない工学

電池デバイスにおける究極の電極構造を解明して実現する
キーワード

燃料電池、フロー電池、その場計測、数値解析、
新規材料とデバイス

津島 将司 TSUSHIMA Shohji
機械工学専攻 教授

熱流動態学講座 エネルギー反応輸送学領域 津島研究室

ここがポイント！【研究内容】
燃料電池、フロー電池などの次世代エネルギー変換デバイス、ならびに、イオン・電子・分子の輸送促進・分離・濃縮・捕集のための新規材料の開発と高性能化に向けて、材料の創製からデバイ
スの性能評価・解析までを一貫して行っています。独自のその場計測技術に加えて、電気化学反応輸送場を対象とした数値解析手法を開発することで、それぞれの過程における反応輸送現象の解
明と理論性能上限の追求を進め、本質的な課題の抽出と解決のための研究に取り組んでいます。

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

燃料電池、フロー電池、エネルギー変換デバイス[1] 電池デバイスにおける究極の電極構造を目指して, 伝熱, 59(248), (2020), 33‒39.
[2] ナノ・マイクロ多孔質場の形成と制御, 生産と技術, 68(3), (2016), 62‒65.
[3] 電極相界面極限利用を実現するレドックスフロー電池, 伝熱, 55(230), (2016), 41‒50.
http://www-ene.mech.eng.osaka-u.ac.jp/index.html
2024 研究シーズ集 教 授 版

61

フューチャー・デザインの理論・方法論深化と産学官共創による実践
キーワード

フューチャー・デザイン、持続可能社会、将来世代、社会システム、産業技術イノベーション

原 圭史郎 HARA Keishiro

附属フューチャーイノベーションセンター／ビジネスエンジニアリング専攻 教授
産学官共創講座 フューチャー・デザイン領域 原研究室

ここがポイント！【研究内容】

産業界におけるフューチャー・デザイン実践の様子
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

原研究室では、将来世代に持続可能な社会を引き継ぐための社会の仕組みや社会システムをデザインするフューチャー・デザインを研究対象としており、「将来」の概念を明示的に取り込んだ新たな社会工学の基盤構築を目指しています。また、これらの仕組
みや方法論を、政策デザインや社会技術システムの設計に応用すべく、自治体や政府、産業界などのステークホルダーとの共創を通じて、資源エネルギー、カーボンニュートラル、まちづくり、
産業技術イノベーションなど多様な分野においてフューチャー・
デザイン実践を進めています。

カーボンニュートラル、まちづくり、産業技術イノベーション[1] Hara et al., Technological Forecasting and Social Change, 202, 123289, 2024
[2] Hara et al., Sustainability Science, 14(6), 1605‒1619, 2019[3] Hara et al., Energy Policy, 87, 240‒249, 2015
https://www.cfi.eng.osaka-u.ac.jp/hara/

もったいない工学

イノベーティブな製品やシステムを創り出すための設計の方法論キーワード

概念設計、最適設計、システムズイノベーション

藤田 喜久雄 FUJITA Kikuo
機械工学専攻 教授

統合設計学講座 設計工学領域 藤田・野間口・矢地研究室

ここがポイント！【研究内容】

イノベーティブな製品やサービスの創成に向けて、対象に依存しない普遍的な設計の考え方や方法論、
コンピューターによる自動設計や設計支援の方法に関する研究を系統的に実施している。具体としては、それぞれに特徴的な事例を題材としながら、下記のような課題に取り組んでいる。
•システムズイノベーションに向けた構想設計を円滑に進めるための方法論とその体系的な実践•設計事例や特許情報などの大量のデータからの新規アイデア（設計コンセプト）の発掘•トポロジー最適化とシミュレーションの援用による思いもよらない革新的な “ かたち ” の創成•System of Systems と呼ばれる各種のシステムが折り重なる複雑な設計問題の計画法•製品系列やサプライチェーンを統合的に計画するためのアーキテクチャなどの最適設計法•モデルベース開発を実質化するための知識とプロセスの管理にかかる計算機支援の枠組み
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL
62

Osaka University

製品設計、システム設計、イノベーション[1] 藤田喜久雄, 設計論 ー 製品設計からシステムズイノベーションへ ー, (2023), コロナ社.
[2] K. Fujita, Computer-Aided Design, Vo.34, No.12, (2002), pp.953-965.
[3] M. Toi et al., Journal of Intelligent Manufacturing, Vol.24, No.5, (2022), pp.991-1004.
http://syd.mech.eng.osaka-u.ac.jp

電力変換技術と周辺要素技術の融合による再エネ電源主力化の推進
キーワード

パワーエレクトロニクス、スマートグリッド、回路実装、
電気電子デバイス、エネルギーマネージメント

舟木 剛 FUNAKI Tsuyoshi

電気電子情報通信工学専攻 教授

システム・制御工学講座 パワーシステム領域（兼 パワーエレクトロニクス領域）舟木研究室

ここがポイント！【研究内容】
カーボンニュートラル実現には省エネに加え再エネ電源を主力化した創エネが不可欠です。省エネ・創エネの手段としてパワーエレク
トロニクスが用いられます。再エネ電源の出力は気象条件などにより不確実かつ変動が大きく、負荷で必要される安定なエネルギー供
給には電力の変換・貯蔵と制御が必要となります。このため、エナ
ジーハーベスティングや電力貯蔵に用いるためのパワー半導体やキャパシタ、インダクタなどの電力変換の要素デバイスを開発するとともに、それらを劣悪条件でも故障させない高信頼な回路実装方
式や、誤動作を防ぐための EMC 設計を中心に研究を進めています。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

スマートグリッド、創エネ、省エネ、IoT[1] 舟木剛, 「システムインテグレーションに向けたスイッチングデバイス」, 電学誌, Vol. 140, No. 6, pp. 416‒419, 2020.
[2] 井渕, 舟木，「同期整流型DC-DCコンバータにおけるSiCおよびGaNパワートランジスタの電磁雑音源特性評価」, 電学論A, Vol. 140, No. 12, pp. 565‒572 (2020).
[3] 特願2019-127344「過渡熱特性解析装置、解析方法及びプログラム」
http://ps.eei.eng.osaka-u.ac.jp/jp/

もったいない工学

CO2 変換のための革新的触媒技術
キーワード

CO2 変換、触媒、水素

古川 森也 FURUKAWA Shinya
応用化学専攻 教授

物質機能化学講座 固体物理化学領域

ここがポイント！【研究内容】

私たちは、合金やセラミックスを中心とした多種多様な新規無機化合物を設計・合成し、革新的な固体触媒材料を開発しています。シェールガスや CO2 の有効利用、水素製造、窒素変換などの社会的重要度の高い化学反応を対象とし、化学工業の発展や持続可能な社会の構築に大きく貢献でき
る触媒づくりを目指しています。

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

化学工業、水素キャリア、資源循環[1] S. Furukawa et al., Nature Catalysis, 2022, 5, 55.
[2] S. Furukawa et al., Nature Communications, 2022, 13, 5065.
[3] S. Furukawa et al., ACS Catalysis, 2023, 13, 3541.
https://www-chem.eng.osaka-u.ac.jp/furukawa/index.htm
2024 研究シーズ集 教 授 版

63

プラズマと電気化学プロセスを用いた難加工材料の超精密加工
キーワード

ワイドギャップ半導体、プラズマ、ECMP、ダメージフリー加工、
超精密加工

山村 和也 YAMAMURA Kazuya

附属精密工学研究センター 教授／センター長
ナノ製造科学領域 山村研究室

ここがポイント！【研究内容】

大気圧
プラズマ
ジェット

GaNウエハプ ラ ズ マ CVM: 非 接 触 な 化 学 的
エッチングによりナノ精度の形状をダメージフリーに創成

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

プラズマ援用研磨: プラズマ改質と軟質固定砥粒研磨により高能率ダ
メージフリー研磨を実現• プラズマ CVM：局所プラズマを数値制御走査することで、任意形状をナノメータの精度で創成できる超精密加工法を開発。
• プラズマ援用研磨：プラズマを照射して表面を改質し、軟質工具を用いて改質層を除去する新しい研磨法を開発。ワイドギャップ半導体（SiC, GaN, ダイヤモンド）や機能性セラミックス材料を高能率かつダ
メージフリーに研磨可能。
• スラリーレス電気化学機械研磨：導電性材料の表面を陽極酸化し、軟質固定砥粒を用いてダメージフリーに除去するスラリーを用いない低環境負荷の研磨法を開発。単結晶 SiC に対して 10μm/h 以上の研磨
レートを達成。

半導体デバイス分野、光学素子製造分野、金型加工分野[1] N. Liu et al., Scientific Reports, 10, p. 19432 (2020).
[2] H. Deng et al., Annals of the CIRP, 64, pp. 531‒534 (2015).
[3] 特許第5614677号, 山村, 是津, 「難加工材料の精密加工方法及びその装置」
http://www-nms.prec.eng.osaka-u.ac.jp

もったいない工学

人間の行動特性からみた快適な建築・都市空間の創造・再生
キーワード

建築人間工学、防災計画、郊外住宅地

横田 隆司 YOKOTA Takashi
地球総合工学専攻 教授

建築・都市デザイン学講座 建築・都市人間工学領域

ここがポイント！【研究内容】
建築や都市の空間は構築物だけなく人間の存在が大きいです。その人間の行動特性を踏まえた上での建築や都市の計画を行うための研究を行っています。日常的には人間の快適な滞在空間、非常時には安全な避難空間が求められますし、現存する建築や都市空間を壊してしまうのではなくリノベーションすることで環境にも優しい空間づくりにも取り組んでいます。郊外住宅地においても同様で、住宅のリノベーションのみならず、交流空間の創出についてもハウスメーカーなどと積極的に共同研究を進めています。

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL
64

Osaka University

人流、防災・減災、都市再生、社会システムデザイン[1] 七野, 土井, 横田ほか：都市計画論文集, Vol.57, No.3, 776-783, 2022
[2] 吉岡, 西丸, 横田ほか：日本建築学会, 地域施設計画研究, Vol.40, 277-284, 2022
[3] 七野, 末金, 横田ほか：日本建築学会, 地域施設計画研究, Vol.38, 109‒118, 2020
http://www.arch.eng.osaka-u.ac.jp/~labo5/index.html

遺伝子編集技術を利用した
環境指標生物の多元的な応用法開発
ミジンコ、遺伝子編集、個体群制御、バイオモニタリング

キーワード

渡邉 肇 WATANABE Hajime
生物工学専攻 教授

生物工学講座 生命環境システム工学領域

ここがポイント！【研究内容】
二次消費者
個体群制御

一次
消費者

増殖の効率化
環境水質の
可視化

遺伝子
編集

ミジンコ

有用物質の
産生
藻類
一次生産者

遺伝子スイッチ

CO2
応用分野• 遺伝子編集技術をミジンコにつかえる世界で唯一の研究室。
• ミジンコを使って様々なレベルでの応用を目指した研究を推進。
- 遺伝子レベルでは、RNA を用いたノイズの少ない遺伝子スイッチを開発。
- 細胞レベルでは、有用なタンパク質などを効率的に産生するシステムを開発。
- 個体レベルでは、環境水中の有害物質等を蛍光で知らせるミジンコを開発。
- 個体群レベルでは、取り込んだエネルギーの分配に関する遺伝子を解明。
- 共生系のレベルでは、新たな機能を有する微生物を発見。
• 生態系で重要な位置を占めており飼育も簡便なミジンコの可能性を最大限利用し広い分野に役立てる。

環境、医療・ヘルスケア分野、食品、カーボンニュートラル 等[1] CAG. Perez et al., PLoS Genet., 2021, 17, e1009683.
[2] ND. Nguyen et al., Sci. Rep., 2021, 11, 7326.
[3] Y. Kato et al., Curr. Biol., 2018, 28, 1811‒1817. e4.
http://www.bio.eng.osaka-u.ac.jp/ez/

論文・解説等
連絡先 URL

もったいない工学

表面界面科学を基軸とした
次世代半導体デバイスの創成
パワーエレクトロニクス、ワイドバンドギャップ半導体、
光電子融合デバイス、表面界面反応制御

キーワード

渡部 平司 WATANABE Heiji
物理学系専攻 教授

精密工学講座 先進デバイス工学領域 渡部研究室

ここがポイント！【研究内容】
Si-MOS gate
source
p n+
n-

5RQQ

source

Metal
SiO2

n+ p

Ion

n+
drain

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

䝽䜲䝗䝞䞁䝗䜼䝱䝑䝥༙ᑟయ䝟䝽䞊䝕䝞䜲䝇䠄SiC & GaN䠅䠅+'ULIWLIIW /D\HU
HUʁʁ  p n

Drift Layer

nn+

Metal
SiO2

Ion

n+ p

5RQQ
˥

半導体表面界面の原子構造や反応を理解し、これらを制御する事で、先進的なデバイスの実現を目指します。金属 - 酸化物 - 半導体の積層構造からなる MOS 型デバイスでは、界面物性がデバイスの性能や信頼性を決定します。省エネ社会の構築に向けて、炭化ケイ素や窒化ガリウム MOS 界面の制御を中心に、産学連携を通じて先進パワーデバイスの研究開発に取り組んでいます。一方、情報通信分野においても、既存の集積回路の限界を超える光電子融合デバイスの実現が期待されており、その基盤技術となる新規ゲ
ルマニウム混晶半導体材料の創成とデバイス応用を進めています。

電気自動車、情報通信、スマートデバイス開発[1] H. Watanabe, Plenary Talk at ISWGPDs 2022 (F-P1).
[2] T. Kimoto and H. Watanabe, Applied Physics Express 13, 120101 (2020).
[3] H. Watanabe et al., Invited Talk at SSDM 2020 (K-4-01).
http://www-ade.prec.eng.osaka-u.ac.jp/
2024 研究シーズ集 教 授 版

65

超高信頼・低消費電力ワイヤレス
通信システム
次世代ワイヤレスシステム、超高信頼通信、低消費電力通信、
通信理論

キーワード

落合 秀樹 OCHIAI Hideki

電気電子情報通信工学専攻 教授

通信システム工学講座 ワイヤレスシステム工学領域 落合研究室

ここがポイント！【研究内容】

いつでもどこでも、より小さい消費電力で確実につながる
ワイヤレス通信システムの実現を目指しています。具体的には、消費電力を抑える独自のシェイピング技術や通信の信頼性を高める誤り訂正技術などの要素技術をはじめ、それらを低演算で実装するための応用技術を研究しています。
また、限られた周波数資源でより多く IoT デバイスの通信を可能とするアクセス方式の研究にも取り組んでいます。
応用分野

情報通信システム、次世代ワイヤレス通信（6Gなど）、IoTネットワーク[1] Y. Hama and H. Ochiai, IEEE Commun. Mag., May 2024.
[2] H. Ochiai et al., IEEE Trans. Commun., vol. 72, no.2, pp. 631-643, Feb. 2023.
[3] Y. Sun and H. Ochiai, IEEE Trans. Wireless Commun., vol. 20, no. 11, pp. 7389-7403, Nov. 2021.
http://www2a.comm.eng.osaka-u.ac.jp/ochiailab/

論文・解説等
連絡先 URL

IoTプラットフォーム工学

イベント駆動型システムの解析・制御のための数理的アプローチ
イベント駆動型システム、離散事象システム、制御工学、
計算機科学

キーワード

高井 重昌 TAKAI Shigemasa
電気電子情報通信工学専攻 教授

システム・制御工学講座 インテリジェントシステム領域 高井研究室

ここがポイント！【研究内容】

イベント駆動型
・ファクトリーシステム
・交通システム
制御対象 など

イベントの
制御

イベントの
観測

コントローラ

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL
66

Osaka University

望ましい動作・リソースの有効利用
・衝突回避
など

数学的等価性の証明によりシステムの望ましい動作を保証

多くの工学システムは「イベント駆動型システム」としての側面を持っています。複数のユーザが限られたリソースを共有するよ
うなシステムでは、「ユーザによるリソースの利用開始」といったイベントによりリソースの利用状況が変化します。適切なリソースの利用を実現するためには、「ユーザによるリソースの利用開始」などのイベントを制御する必要があります。このようなイベントの制御方策を決定するための数学的理論を、計算機科学を基礎として構築しています。

ファクトリオートメーション、交通システム、セキュリティ 等[1] 高井, スーパバイザ制御の理論と応用, 電子情報通信学会誌, Vol. 105, No. 2, 2022
[2] S. Takai, Automatica, Vol. 129, Article No. 109669, 2021
[3] S. Takai, Automatica, Vol. 108, Article No. 108470, 2019http://is.eei.eng.osaka-u.ac.jp/takai/

通信トラヒック工学―ネットワークの設計・制御法―
キーワード

通信トラヒック工学、待ち行列理論、マルコフ解析、
システム性能評価

滝根 哲哉 TAKINE Tetsuya
電気電子情報通信工学専攻 教授

通信ネットワーク工学講座 ロバストネットワーク工学領域

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応用分野
論文・解説等
連絡先 URLᛶ⬟ホ౯• ਯ৾ঔॹঝभଡണ
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ここがポイント！【研究内容】

通信ネットワークの輻輳現象（混雑）を理解し、快適で経済的なネットワーク構築を目指す通信トラヒック工学、具体的には、ネットワーク設計／制御のための基礎理論である待ち行列理論、通信トラヒック計測技術、各種トラヒッ
クのモデル化手法、通信ネットワークの性能評価手法などの研究を行っています。さらに、これらの土台となるマル
コフ過程・マルコフ連鎖に関しても多くの研究を行っています。

情報通信、道路交通、商業・医療施設[1] M. Kimura and T. Takine, Adv. Appl. Probab., 52(4), 1241‒1283, 2020.
[2] K. Kawanishi and T. Takine, Perfor. Eval. 134, 1020002, 2019.
[3] T. Takine, Queueing Systems, 84(1‒2), 49‒77, 2016.
http://www2b.comm.eng.osaka-u.ac.jp/~takine/

キーワード

IoTプラットフォーム工学

ネットワーク上の信号処理・機械学習
グラフ信号処理、IoT、画像処理、コンピュータビジョン

田中 雄一 TANAKA Yuichi
電気電子情報通信工学専攻 教授

情報通信工学部門 通信システム工学講座 メディア統合コミュニケーション工学領域 田中研究室

ここがポイント！【研究内容】

信号処理や機械学習を基盤とする広い意味でのデータ解析
技術の基礎理論に関する研究と、データ解析技術の様々な科学・工学・産業への展開（例えばセンサネットワーク、
生体情報処理、リモートセンシング、画像処理）に取り組んでいます。特にグラフ信号処理、エクストリーム画像処理、グリーン IoT、生体情報処理をキーワードとして、未来の世界に必須となる要素技術の研究に対して積極的に活動して
います。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

IoT、スマートグリッド、自動運転、医療・ヘルスケア分野[1] Tanaka et al., “Sampling signals on graphs: From theory to applications,” IEEE Signal Processing Magazine, 2020.
[2] Cheung et al., “Graph spectral image processing,” Proceedings of the IEEE, 2018.
[3] 田中、グラフ信号処理の基礎と応用、コロナ社、2023.
https://www.sip.comm.eng.osaka-u.ac.jp/
2024 研究シーズ集 教 授 版

67

IoT エッジデバイスのための集積エレクトロニクス基盤の創出
キーワード

IoT、LSI、環境発電、センシング、低消費電力

廣瀬 哲也 HIROSE Tetsuya
電気電子情報通信工学専攻 教授

集積エレクトロニクス講座 集積情報デザイン領域 廣瀬研究室

ここがポイント！【研究内容】
IoT 社会では、我々の周りの物理環境情報や生体情報などをエッジノードで取得し、解析・処理・マイニングし、そして大局的か
つタイムリーな情報や指示をリアルタイムに提供することが期待されています。この中核を担うエッジノードは、極めて低い電力で動作し、また従来のエレクトロニクスと異なり、「人に意識させない」
エレクトロニクスであることが求められます。エッジノー
ドを超低電力で動作させるための集積回路設計技術や、バッテリ
レス・メンテナンスフリーを実現する環境エネルギー利用技術に関する研究を推進しています。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

IoTプラットフォーム工学
68

Osaka University

環境センシング分野、医療・ヘルスケア分野、エッジノードデバイス開発[1] 廣瀬哲也, 瀬部 光, 特願2022-080664, 2022年5月17日．
[2] M. Nishi et al., IEICE Electron. Express, vol. 18, issue 6, 20210065, 2021.
[3] T. Hirose and Y. Nakazawa, IEICE Trans. Electron., vol. E103-C, no. 10, pp. 446‒475, 2020.
http://ssc.eei.eng.osaka-u.ac.jp

社会と調和する原子力技術
キーワード

原子炉物理、確率論的リスク評価、新型炉

北田 孝典 KITADA Takanori
環境エネルギー工学専攻 教授

量子エネルギー工学講座 原子力社会工学領域 北田研究室

ここがポイント！【研究内容】

臨界集合体(KUCA)

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

燃料棒出力分布(高速炉)

様々な解析モデルの開発並びにシミュレーションを通じて、原子力技術を安全・効率的に利用するための研究開発を進めています。
環境への負荷低減を目指した、高レベル放射性廃棄物（HLW）を
核燃料サイクルの中へ閉じ込める新型炉や HLW 発生量を低減する新型燃料などの開発、原子力発電所の安全性・効率性向上を目指した、事故事象に対するリスク評価指標の作成やリスク評価手法の確立に向けた研究開発、また上記の評価精度や評価効率向上を目指した、シミュレーションの高度化を進めています。

リスクコミュニケーション、核セキュリティ、廃炉技術[1] S. Takeda, T. Kitada, Nuclear Science and Engineering, 195, 496‒508 (2021).
[2] S. Takeda, T. Kitada, J. of Nuclear Science and Technology, 57(1), 55‒57 (2020).
[3] R. Moriyama, T. Kitada, et al., (ASRAM2020).
http://www.see.eng.osaka-u.ac.jp/seene/seene/index.html

放射線利用の高度化より安全で、より有効に利用するために放射線計測、放射線発生装置、非破壊検査

1F‐2050

キーワード

佐藤 文信 SATO Fuminobu
環境エネルギー工学専攻 教授

環境資源・材料学講座 量子線生体材料工学領域

ここがポイント！【研究内容】
放射線に関する計測手法や応用を中心に研究しています。放射線・
放射性同位元素（RI）の利用は、工業、医療を始めとした幅広い分野において重要な技術となっています。その一方で、福島第一原発事故による放射能汚染、廃炉作業などの技術的な課題もあり、
放射線・RI について取り組むべき研究テーマは多くあります。そこで、線量分布の可視化技術の開発、放射線発生装置の開発と応用などに取り組んでいます。さらに、放射線をより安全に利用するために、放射線防護、放射化物の評価手法についての研究にも取り組んでいます。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

非破壊検査、医療診断[1] R. Yamauchi et al., Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, A986 (2021) 164700.
[2] F. Sato et al., Radiation Measurements, 124 (2019) 137‒140.
[3] 佐藤文信, 放射線計測とその可視化技術, Techno Net, 589, (2020) 4‒5.
http://www.see.eng.osaka-u.ac.jp/seeqb/seeqb/
2024 研究シーズ集 教 授 版

69

金属水素化物を用いた放射線遮蔽材
キーワード

水素化物、放射性遮蔽、原子力

牟田 浩明 MUTA Hiroaki
環境エネルギー工学専攻 教授

共生エネルギーシステム学講座 環境エネルギー材料工学領域

ここがポイント！【研究内容】• コンパクトな核融合炉や放射線治療装置をつくるためには、安定かつ高い遮蔽能をもつ中性子・γ線遮蔽材が必要です。しかし中性子の遮蔽には軽元素が、γ線の遮蔽には重元素が向いているという矛盾がありました。本研究では軽元素（水素）－重元素が高密度に化合した金属水素化物に着目しました。
• 金属水素化物は脆いことが課題でした。水素化しない合金と複合化させることにより、破壊靭性、熱伝導率、また水素放出温度が向上することを確かめています。

応用分野

核融合、放射線医療、先進原子炉[1] 特開2021-032712中性子遮蔽材とその製造方法[2] T. Tanaka, H. Muta, et al., Fusion Science Technol, 68 (2015) 705.
[3] H. Muta et al., J. Nucl. Mater, 500 (2018) 145.
http://www.see.eng.osaka-u.ac.jp/seems/seems/

論文・解説等
連絡先 URL

中性子を用いて医療とエネルギーを創成する
1F‐2050

キーワード

放射線、がん治療、核融合炉、カーボンニュートラル、
福島第一原子力発電所

村田 勲 MURATA Isao

環境エネルギー工学専攻 教授

量子エネルギー工学講座 量子反応工学領域 村田研究室

ここがポイント！【研究内容】
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䠄య⣔䛾୰ᚰ఩⨨䠅↷ᑕ䜶䝸䜰
Medical Physics (R11)
University of Birmingham, UK

BNCT⏝⏝୰ᛶᏊῶ㏿䜰䝉䞁䝤䝸ᐇ㦂䛾ᵝᏊ

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL
70

Osaka University

中性子は放射線の一種で、一般的には多少厄介な存在と認識されています。その中性子を用いた「医療とエネルギーの創成研究」
を行っています。2000 年代に入り世界的に中性子科学研究が立
ち上がりました。日本では J-PARC 施設が稼働、中性子を用いた様々な研究が行われています。私たちは、私たちが所有する中性子発生装置「オクタビアン」を用い、医療応用（ホウ素中性子捕捉療法（BNCT））、カーボンニュートラルを目指したエネルギー
源開発（核融合炉）、そして、日本が抱える最大の問題である福島第一原子力発電所事故の究明を目指しています。

ホウ素中性子捕捉療法（BNCT）、核融合炉、福島第一原子力発電所（1F）事故究明[1] I. Murata et al., Applied Radiation and Isotopes, 185, 110056 (2022).
[2] S. Kusaka et al., Biology, 11(3), 397 (2022).
[3] H. Nishimura et al., Applied Radiation and Isotopes, 185, 110226 (2022).
https://see.eng.osaka-u.ac.jp/

最先端のタンパク質物性と構造解析手法の開発
キーワード

タンパク質、バイオ医薬品、ウイルスベクター、食品、
生体高分子

内山 進 UCHIYAMA Susumu
生物工学専攻 教授

生物工学講座 高分子バイオテクノロジー領域 内山研究室

ここがポイント！【研究内容】

DNA

Sedimentation coefficient (S)

応用分野

近年盛んに活躍している抗体医薬はタンパク質であり、最先端の医療に利用されるウイルスベクターはタンパク質と核酸の巨大複合体です。私たちの研究室では、超遠心分析や質量分析をはじめとする、最新の高性能分析・計測機器を駆使して、タンパク質やタンパク質複合体の性質を徹底的に理解するための手法を開発しています。世界トップレベルの計測技術をいくつも生み出しており、シリンジなどの医療用容器との適合まで考慮しながら、医薬品や食品を安全で高品質な製品へとつなげるための技術開発に取り組んでいます。

製薬関連、医療デバイス、加工食品[1] Yamaguchi Y. et al., mAbs 14, e2038531 (2022)[2] Maruno T. et al., J. Pharm. Sci. 110, 3375‒3384 (2021)[3] Oyama H. et al.,Hum. Gene Ther. 32, 1403‒1416 (2021)
https://macromolecularbiotechnology.com/

論文・解説等
連絡先 URL

産業生物化学工学の創成を目指して：
生物化学工学×動物細胞
キーワード

生物化学工学、動物細胞工学、バイオプロダクション、
培養工学

生物工学専攻 教授

生物工学講座 生物化学工学領域 大政研究室

ここがポイント！【研究内容】

CHO DG44 cell line
Chinese hamster ovary chromosome

産業生物化学工学の創成を目指して「生物化学工学」× 「動物細胞」

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

生物化学工学は、化学工学の方法論と考え方を生物に応用し、これを利用する学問体系です。
私たちの研究室は産業生物化学工学を視点として、生物反応を産業応用するための研究をおこなっています。具体的には、抗体医薬に代表されるバイオロジックスやワクチン、遺伝子治療用ベク
ター、再生医療製品、幹細胞、などの動物細胞のものつくり、さらには、微生物によるものつくりを対象として、動物細胞、微生
物細胞のセルエンジニアリングならびにそのバイオプロセスを扱っています。

GT製造教育・研究

大政 健史 OMASA Takeshi

バイオ医薬品生産、医療・ヘルスケア分野、カーボンニュートラル
[1] 大政健史, 生物化学工学分野における動物細胞工学に関する研究, 生物工学会誌 99: 15‒22 (2021).
[2] 経済産業省 産業構造審議会, バイオテクノロジーが拓く『第五次産業革命』, (2021).（バイオ小委員会委員長：大政健史）[3] 大政健史（監修, 著）, 有用微生物培養のイロハ―試験管から工業スケールまで―, NTS (2018).
https://biochemicalengineering.jp/2024 研究シーズ集 教 授 版

71

独自の超音波計測によるナノ物質と生体分子の研究
キーワード

超音波、固体物性、バイオセンサー、神経変性疾患、
非破壊検査

荻 博次 OGI Hirotsugu
物理学系専攻 教授

精密工学講座 量子計測領域

ここがポイント！【研究内容】
独自の超音波計測技術を用いて幅広い分野にまたがる研究を行っています。1 つの重要なキーワードは共鳴です。共鳴現象においては、力学情
報・電磁場情報が増幅されるため、通常では観測できない重要な物質内部の情報を得ることができます。音と光を用いて手作りで共鳴計測装置を開発し、ナゾの多いナノ材料の力学的性質や生体分子のダイヤミクスの本質を解明することを目指しています。そこで得た知見を基として、
次世代スマートフォン等に使用される音響電子デバイスの研究や、診断・創薬に貢献するたんぱく質定量装置の開発、アルツハイマー病などの認知症の発症メカニズムの研究およびそれらの早期確定診断装置の開発を行っています。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

GT製造教育・研究
72

Osaka University

医療・ヘルスケア分野、創薬関連、非破壊検査[1] K. Noi et al., Anal. Chem. 93, 11176 (2021).
[2] K. Tanigaki et al., Nat. Commun. 4, 2343 (2013).
[3] H. Ogi et al., Phys. Rev. Lett. 98, 195503 (2007).
http://www-qm.prec.eng.osaka-u.ac.jp/

リモートセンシングに関する研究
キーワード

レーダ、衛星リモートセンシング、地球環境計測

牛尾 知雄 USHIO Tomoo
電気電子情報通信工学専攻 教授

システム・制御工学講座 センシングシステム領域

ここがポイント！【研究内容】

レーダ技術等、リモートセンシングシステムの研究開発を立脚点として、新たな計測手法の研究を行っている。基礎から応用まで、そしてハードからソフトまで幅広くレーダ技術を中心とするセンシングシステムに関する研究を展開している。例、フェーズドアレイ気象レーダーに関する研究
開発、気象レーダーによる豪雨の短時間予測、圧縮センシ
ングを用いた気象レーダーの超高解像度化、衛星からの地
球環境計測、レーダシステムの開発、雷放電に関する研究等。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

レーダシステム、豪雨予測[1] Mizutani, F., T. Ushio, E. Yoshikawa, S. Shimamura, H. Kikuchi, M. Wada, S. Satoh, and T. Iguchi,
Fast-Scanning Phased Array Weather Radar with Angular Imaging Technique, IEEE. Trans. Geosci.
Remote. Sens., Vol. 56, 5, pp. 2664‒2673, DOI: 10.1109/TGRS.2017.2780847, 2018
http://se.eei.eng.osaka-u.ac.jp

広がる加工―問題を見つけ、解き、そして新たな技術を育てる
キーワード

切削加工、研磨加工、研削加工

榎本 俊之 ENOMOTO Toshiyuki
その他

機械工学専攻 教授

統合設計学講座 精密加工学領域 榎本・杉原研究室

ここがポイント！【研究内容】

準備中

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL「医療」、「半導体」、「宇宙・航空機」、そして「自動車」、「光学」
分野におけるものづくりの研究を行っています。これまで見たこともない革新的な新技術・新デバイスさらには新原理を産み出す
基礎研究から、産業界からの要請にもとづくゴール・オリエンテッ
ドな応用研究に至るまで、幅広い研究活動をしています。特に半導体から輸送機器、光学そして医療にまで至る様々な事業分野における様々な規模の民間企業との共同研究を行っており、そこでは各企業のニーズに応じた具体的なソリューションを提供しています。

医療・医用分野、半導体分野、宇宙・航空機分野、自動車分野、光学分野[1] T. Sugihara et al., Direct observations of tribological behavior in cutting with textured cutting tools, Int. J. Mach. Tools Manuf.
[2] U. Satake et al., Polishing pad design for uniform removal distributions in double-sided polishing, CIRP
[3] H. Wang et al., Surgical oscillating saw blade to suppress forces in bone cutting, CIRP
http://www-cape.mech.eng.osaka-u.ac.jp/index.html
2024 研究シーズ集 教 授 版

73

地域に新たな価値をつくる
まちづくり手法
キーワード

都市計画・マネジメント、まちづくり、空間情報学

加賀 有津子 KAGA Atsuko
ビジネスエンジニアリング専攻 教授

技術知マネジメント講座 都市再生マネジメント領域 加賀・武田研究室

ここがポイント！【研究内容】
地域課題の解決を目指して、賑わいづくりなどをはじめとしたまちづくり活動が様々な組織や人々との協働により行われています。これからのまちづくりには地域の魅力を高める、地域外の人を惹きつける魅力をつくる、新たな活動を呼び込む・生み出すことが必要となります。そのためにまちのにぎわい創出やコミュニティ形成、様々な世代の QOL（生活の質）を高められるスマート
エイジングシティ形成、まちづくりビジネスの創出など、まちに
新たな価値をつくるまちづくりのあり方について研究しています。

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

スマートシティ、スマートコミュニティ[1] 共著, “大阪の逆襲 万博・IRで見えてくる5年後の日本”, 青春出版社[2] 拠点都市における移住・定住施策の実態と移住者特性に関する研究, 都市計画論文集[3] スマートコミュニティ施策への参加が住民の環境配慮行動に与える影響－けいはんな実証実験地区を対象として－, 都市計画論文集
http://www.mit.eng.osaka-u.ac.jp/ur/top.html

地域コンテクストの解読による
都市空間の再編に関する研究と実践
キーワード

建築・都市デザイン、地域文脈（地域コンテクスト）、
非正規市街地、事前復興、環境行動論

木多 道宏 KITA Michihiro
その他

地球総合工学専攻／超域イノベーション博士課程プログラム／社会ソリューションイニシアティブ 教授
建築・都市デザイン学講座 建築・都市計画論領域 木多研究室

ここがポイント！【研究内容】
人間と環境とは本来は一体でありともに進化し発展するという「人間・環境系」の視点を持ち、さらに私たちが直接体験する空
間は、目に見えない社会・経済的組織、イメージ構造、地形・地盤によって支えられているという「地域コンテクスト」の観点か
ら、人・社会・コミュニティが過去から未来へとより豊かになるための、建築・都市・地域空間の計画・デザインに関する研究と実践に取り組んでいる。最近は、「新たな防災」を軸とした命を大切にする未来社会研究、アフリカにおけるスラムの改善、ホスピス・高齢者住宅におけるケアの実践的研究にも力を入れている。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL
74

Osaka University

都市計画・都市開発、まちづくり教育、介護・福祉 等[1] Seth Asare Okyere, Michihiro Kita, et al., The Geography of Climate Change Adaptation in Urban Africa, Springer. 2017.
[2] Viktória Sugár, Michihiro Kita, et al., Urban Science, ELSEVIER. 2018.
[3] esse-sense取材記事「目には見えない地域の“文脈”を読み取り、分断された社会と構造物の関係をつなぎなおしていく」2021.
https://www.osakau-arch-labo3.com

安全・安心なコンクリート系建築物の実現
キーワード

建築構造学、耐震工学、地震防災

真田 靖士 SANADA Yasushi
地球総合工学専攻 教授

建築構造学講座 コンクリート系構造学領域

ここがポイント！【研究内容】• みなさんのお住まいや学校施設などのコンクリート系建築物の耐震技術の研究・開発・教育を通して、安全・安心な社会の実現に貢献します。
• 国内外の地震災害時は調査を実施し、災害経験と、未来の災害軽減に資する知見を後世に残します。わが国は世界有数の地震国ですので、防災技術を発信し安全・安心な国際社会の実現にも貢献する責務があります。
• 安全・安心なコンクリート系建築物とは災害に強い構造のみを指しません。環境やエネルギーに配慮した持続可能な社会の形成に向け、現代社会の課題を解消する次世代技術も開発します。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

建築・都市分野、ODA（政府開発援助）[1] 真田靖士ほか：日本建築学会構造系論文集, Vol.81, No.729, pp. 1893‒1902, 2016.11, https://doi.org/10.3130/aijs.81.1893[2] Yasushi Sanada et al.: Earthquake Engineering & Structural Dynamics, Vol. 46, Issue 10,
pp.1645‒1665, Aug. 2017, DOI: 10.1002/eqe.2874
http://www.arch.eng.osaka-u.ac.jp/concrete/

磁性論理演算素子の提案
キーワード

磁性材料、微小磁性体、磁気モーメント、スピン、演算素子

中谷 亮一 NAKATANI Ryoichi
その他

マテリアル生産科学専攻 教授

材料物性学講座 表界面物性学領域 中谷研究室

ここがポイント！【研究内容】
放射線の強い特殊環境に対して磁気デバイスの耐性は強い。このような環境で用いられるメモリ素子として磁性ランダムアクセス
メモリが実用化されている。それに対して、我々は、論理演算素子の磁性化を検討している。まず、150nm 程度以下のサイズを有する楕円形の磁性セルを 4 個配置した構造において、NAND お
よび NOR 演算が実行されることを見出した。さらに、情報を 1
ステップ毎に送るシフトレジスタ、情報を一方通行させる磁性ダ
イオード、情報を分岐するファンアウト素子の構造を提案し、初期動作の確認を行った。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

極限環境用コンピュータ、CPU（Central Processing Unit）、GPU（Graphics Processing Unit）[1] 中谷亮一*ら, 日本磁気学会誌, 13(1), 5‒10(2018).
[2] K. Hon, R. Nakatani*, et al., Applied Physics Express, 14(3), 033001 (2021).
[3] H. Nomura, R. Nakatani*, et al., Applied Physics Express, 4(1), 013004 (2011).
http://www.mat.eng.osaka-u.ac.jp/mse2/index.html
2024 研究シーズ集 教 授 版

75

安全・安心なディジタル社会を実現する情報セキュリティ技術
キーワード

プライバシ、セキュリティ、ブロックチェーン、
信頼できる AI の構築

宮地 充子 MIYAJI Atsuko

電気電子情報通信工学専攻 教授

通信システム工学講座 サイバーセキュリティ工学領域
情報セキュリティ
不安なディジタル社会

安全安心なディジタル社会
追跡

信頼できるAI

信頼できないAI

認証

AIへの攻撃AI攻撃検知不正ログイン
写真・動画
パスワード

ユーザPC
マルウェア感染プライバシ保護偏りのあるデータ，
特徴の検出

ソフトウェア

サイバー攻撃
車

不正な遠隔操作
不ここがポイント！【研究内容】

人類の目標である SDGs の実現には各種ディジタル機器に対するサイバー攻撃への防御、スマートウォッチなどの IoT
機器が収集するデータの信頼性確保、そして AI が生成する
データの正しさの保証が必要です。本研究室はサイバー攻
撃への防御、プライバシ保護、データの信頼性を保証する
ブロックチェーン、また、量子計算機の実現時にも安全な量子暗号について研究しています。

脆弱性検知

応用分野
論文・解説等
連絡先 URL

セキュリティ、AI、医療・ヘルスケア分野、ディジタル社会[1] A.Miyaji et al., “Re-visited Privacy-preserving Machine Learning Framework”, PST, IEEE, 1-10, 2023.
[2] H. Mamiya, A. Miyaji, et al., “Efficient countermeasures against RPA, DPA, and SPA”, Lecture Notes in Computer Science, 3156, 343-356. 2004.
[3] KP2019009(日本),出願番号:2018-559530,発明者:宮地充子,発明の名称:データ解析方法およびデータ解析システム.
https://scholar.google.com.tw/citations?user=omyjvJ8AAAAJ&hl=en

流体力学を基礎から探求し尽くして新しい応用を切り拓く
キーワード

流体力学、非線形音響学、分子動力学、希薄気体力学、
非平衡統計物理学

矢野 猛 YANO Takeru
その他

機械工学専攻 教授

熱流動態学講座 非線形非平衡流体力学領域 矢野・山口研究室

ここがポイント！【研究内容】• 分子論的立場から流体力学の基礎を定量的に突き詰めて、既存の流体力学を補完するとともに、既存の流体力学が適用できない現象を扱う新しい流体力学の物理的かつ数学的基盤を確立する。
• 質量・運動量・エネルギー輸送の観点から既存の非線形音響学を組み立て直して、広汎な工学的環境で不可避である流動・振動・熱輸送などの諸問題に取り組み得る理論的基礎を構築する。
• 希薄気体や分子スケールの流動などの局所熱平衡の仮定が適用できない現象に対して、物理的理解と数理的理解の融合を図り、工学の諸問題を解決する。
応用分野
論文・解説等
連絡先 URL
76

Osaka University

工学分野全般[1] T. Yano, Fluid Dynamics Research, Vol.40, pp.474‒484 (2008).
[2] T. Yano, AIP Conf. Proc., Vol.1501, pp.926‒930 (2012).
[3] T. Yano, Proc. Mtgs. Acoust. Vol.34, 045024 (2018).
http://www-nnfm.mech.eng.osaka-u.ac.jp/

I N D E X
人名索引

［あ行］
青木 航

25

菊地 和也

26

木多 道宏

74

木田 敏之

33
69

赤松 史光

56

北田 孝典

荒木 進歩

56

紀ノ岡 正博

有馬 健太

57

倉敷 哲生

47

49

蔵満 康浩

19

桑原 裕司

19

飯島 一博
池 道彦

57

石川 将人
乾徹

43
58

井野 秀一

25

井上 恭

18

入江 政安

52

上西 啓介

46

牛尾 知雄

小泉 雄一郎

26

30

小島 一信

20

小林 知広

59

小林 英樹

59

近藤 正彦

20

73

内山 進
宇都宮 裕

［さ行］

71

宇山 浩

30
58

榎本 俊之

73

大須賀 公一
大畑 充

43

大政 健史

46

荻 博次

71
72

佐伯 昭紀

34

坂本 一之

34

櫻井 英博

35

佐藤 訓志

44

佐藤 文信

69

真田 靖士

75

尾﨑 雅則

33

佐野 泰久

60

落合 秀樹

66

芝原 正彦

53

下田 吉之

60

菅原 康弘

21

鈴木 博善

61

［か行］
貝戸 清之
加賀 有津子

52
74

［た行］

片山 竜二

18

鎌田 敏郎

49

高井 重昌

66

紀伊 雅敦

50

髙原 淳一

21

2024 研究シーズ集 教 授 版

77

高谷 裕浩

22

滝根 哲哉

67

竹内 伸太郎

［ま行］

53

牧 敦生

54

正岡 重行

39

田中 雄一

67

松崎 典弥

28

津島 将司

61

丸田 章博

23

土谷 博昭

35

丸山 美帆子

劒 隼人

36

29

南方 聖司

39

土井 健司

50

箕浦 宗彦

51

東海 明宏

47

宮地 充子

76

鳶巣 守

36

牟田 浩明
村田 勲
村中 俊哉

［な行］
中川 貴

27

中谷 彰宏

31

中谷 亮一

75

中野 貴由

31

中村 暢伴

37

中山 健一

37

42
55

森 勇介

24

森川 良忠

55

森島 圭祐

45

［や行］

［は行］
浜口 智志

70
70

森 伸也

安田 弘行

54

32

安田 誠

40

矢野 猛

76

山下 弘巳

40

山村 和也

64

林 高史

27

横田 隆司

64

林 高弘

32

吉川 洋史

29

原 圭史郎

62

バルマ プラブハット
東森 充

22
［わ行］

44

平田 弘征

48

平野 康次

38

渡邉 肇

廣瀬 哲也

68

渡部 平司

福崎 英一郎

41

藤田 克昌

23

藤田 喜久雄
藤田 清士
藤山 和仁
舟木 剛

78

51

田中 敏嗣

62
38
41
63

古川 森也

63

本田 孝祐

28

Osaka University

65
65

キーワード索引

［あ行］

［か行］

足場材料

28

カーボンニュートラル

アミノ化反応

39

アンモニア

56

海象

35

快適性

イオン電導
維持管理

49, 52, 56

遺伝子編集

65

移動のデザイン

50

異分野融合

47

医療機器

66

29
27

インターネット

20

陰陽制御

52
71

ウキクサ科植物

63

核融合炉

70

確率過程

51

44

73

74

幹細胞工学

26

環状オリゴ糖
がん治療

70

官能基変換

エネルギー需要科学

60

機械学習
63

気候変動と都市
技術経営

18

軌道制御

27

希土類

49

44
35

機能性界面・流体

37

オミックス科学50

46

応用生物無機化学
音36
34, 54, 55

遠紫外全固体光源
大型浮体

33
38

56

75

69

68

エネルギーキャリア

演算素子

44

59

岩石・鉱物

エネルギーマネージメント

機能性分子
25

オンボードモニタリングデータ

吸着材

53

40

希薄気体力学
51

58

67

環境発電

衛星リモートセンシング
56

回路実装

環境行動論

宇宙機フォーメーションフライト

越波

61

環境学

57

19

33

29

海洋掘削

画像処理

ウイルスベクター

液晶

62

界面計測

確率論的リスク評価

43

宇宙

59

概念設計

確率システム制御

インフラストラクチャ

5651

海洋生分解性プラスチック

イベント駆動型システム
医薬品化合物70

カーボンフリー燃料の燃焼

76

共振

33
37

共生社会

50

極限環境微生物282024 研究シーズ集 教 授 版

79

キラル分子認識

19

金属・半導体光量子コンピュータ

35

固液界面反応金属クラスター錯体触媒
金属錯体

36

金属ナノ粒子31

コラーゲン

空調・換気設備

59

組換えタンパク質

18
41

45

コンパクトシティ

50

コンピューターシミュレーション

グラフ信号処理67

コンピュータシミュレーション

26

計算科学

49

昆虫サイボーグ

19

コンピュータビジョン

67

66

形状記憶合金［さ行］

32

形態・構造制御

35

結晶工学

18

再生医療

結晶成長

29

最適化

28
51

結晶相転移

29

最適制御

44

結晶塑性学

32

最適設計

62

ゲノム編集

42

サイバネティック材料

研削加工

73

細胞製造性

原子スケールイメージング技術
原子層結晶
原子力

34
69

建設機械

43
60

建築・都市デザイン

74

64

研磨加工

73

高温耐熱材料

64

光化学

39

工学教育

47

光学顕微鏡

23

光学デバイス
合成生物学

33
25, 28, 42

28

高分子

34

光量子効果

Osaka University

産学連携

47

酸化反応

39

46

磁気モーメント
資源循環

75

58

自己組織化

33, 35, 45
75

システムズイノベーション
システム性能評価
27, 75姿勢制御

44

次世代太陽電池

34

次世代ワイヤレスシステム
自然換気

59

事前復興

74

持続可能な都市

62

67

磁性材料

持続可能社会
22

62

28

地震防災
32

郊外住宅地

27

三次元培養

75

建築人間工学

材料構造分析

産業技術イノベーション

建築・都市設備
建築構造学

31

26

材料プロセッシング

70

原子炉物理

21

62
50

31
30

35

計算機科学

酵素

18

28

コンクリート構造物

組み合わせ最適化問題

蛍光プローブ31

コヒーレントイジングマシーン

43

グラフェン

72

骨基質配向性

74

空想生物

65

固体物性

37

空間情報学

54

個体群制御

金属 3D プリンティング

80

固気二相流

39, 4018

57, 5866

実海域性能51

社会システム製造工程開発62

社会的インパクト
潤滑

50

25

生体高分子

53

71

生体材料

省エネルギー
消波工

26

生体医工学

53, 595627

生物化学工学71

生命機械融合

45
38

消波性能

56

生理活性分子将来世代

62

脊椎スペーサー

触媒

63

触媒化学

57

設計方法論

触媒担体

35

切削加工

触媒的不斉合成食品

31

セキュリティ

38

76
59
73

遷移金属触媒

71

36

食品偽装

センシング
41

船体構造

食品フレーバー

41

植物バイオ

68
49

選択的反応

41

40

船舶操縦性能植物バイオテクノロジー

42

51

組織工学

28

触覚技術

25

組織制御

32

進化工学

28

塑性加工

30

新型炉

69

新規材料とデバイス

61

その場観察

30

その場計測

61

神経変性疾患72

ソフトマター

人工金属酵素27

損傷・破壊メカニズム

人工光合成

29
46

人工生命

39
25

信頼性工学

［た行］

47

信頼できる AI の構築
水質浄化

76

57

水素

タービンブレード56, 63

水素化物

70

水素センサ

37

水素の製造・貯蔵・輸送
数値解析

40

61
54

数理破壊モデリング
スピン

46
31

代謝工学

42

耐震工学

75

太陽電池

33
55

ダメージフリー60

ダメージフリー加工
弾性波

75
34

スマートグリッド

63

スマート精密加工計測
43

タンパク質

タンパク質ラベル化
2226

地域文脈（地域コンテクスト）
地球温暖化

43, 66

地球温暖化緩和策

51

地球温暖化防止
地球環境計測

74

52

制御理論

26

39

71

制御工学
製造安定性

64

49

炭素－炭素二重結合

スピントロニクス

制御学

60

脱炭素社会

数値シミュレーション
数理モデリング31

大気圧プラズマ

60
56
73

2024 研究シーズ集 教 授 版

81

地球物理学［な行］

38

窒化物半導体24

知能・機能創成工学
知の源泉

31

ナノイメージング

43

超温度場材料創成学
超音波

30

32, 72

超音波伝搬シミュレーション

32

57

ナノギャップ37

ナノ光学技術22

ナノ構造触媒40

超解像顕微鏡23

ナノ材料・ナノ構造

超高信頼通信

66

ナノスケールの界面準位の測定

超精密加工

60, 64

超分子材料

33

通信理論

ナノ光計測
67

22
22

ナノプローブテクノロジー

68

低消費電力通信ナノ粒子
66

二酸化炭素の回収・有材化

20

尿路結石

24, 29

データサイエンス

25, 52

人間情報学

25

52

適正デザイン

熱・物質輸送59

デジタルツイン
鉄鋼材料

31

46

熱輻射

40

53

熱可塑性デンプン

デジタル造形サイエンス

21

27

データーセンター
データ同化

21

19

ナノフォトニクス

66

低消費電力

19

ナノテクノロジー

通信トラヒック工学

58

21

燃料電池

61

48

デバイスシミュレーション
テルペノイド

55
［は行］

42

電気化学

35, 39, 55

電気電子デバイス
電気伝導度

63

バイオアクチュエータ

38

典型元素

バイオ医薬品
36

電磁場応答

72
27

バイオプラスチック

統計的劣化予測52

58

バイオプロダクション

51

糖鎖工学

71

バイオハイブリッド触媒

53

統計モデル

23

バイオセンサー

49

伝熱制御

45

バイオイメージング

40

典型元素触媒バイオマス生産

41

71

57

バイオマスプラスチック

動物細胞工学71

都市・交通計画

バイオミネラル

50

58

29

バイオモニタリング

65

都市エネルギーシステム

60

廃棄物処分

都市計画・マネジメント

74

ハイブリッドシミュレーション

土壌・地下水汚染
トポロジカル物質
トライボロジー
ドリルパイプ挙動

58

培養工学

34

波動論

30
61

波力

58

32
56

パワーエレクトロニクス
20

半導体製造

Osaka University

59

71

半導体

82

22

ナノカーボン53

63, 65

半導体製造プロセス

54

半導体プロセスプラズモニクス57

半導体レーザ18

半導体レーザー21, 22

ブリトライト

35

フロー電池

20

61

プロジェクトマネジメント

光・電気融合型コンピューター

18

ブロックチェーン

光計測

22

分散型国土

光触媒

40

分子シミュレーション

光信号処理
光通信

23

65
23

21

64

放射性遮蔽

70

放射性物質廃棄体

20

光放射圧

54

防災計画

光と物質の相互作用の原子レベル観察
光ファイバ通信33

粉粒体

光電子融合デバイス

放射線

22

放射線計測

69

20

放射線発生装置

微小磁性体

75

骨

74

微生物機能

25

非接触計測

32

非線形音響学

35

70

光無線通信
非正規市街地69

29

骨リモデリング

24

ポルフィリノイド

27

76

非線形光学

［ま行］

18

非線形光学結晶24

非線形波動理論23

非破壊検査

マイクロ波分光69, 72

非破壊材料評価34

マイクロロボット

32

非破壊診断

膜透過

49

45

53

待ち行列理論ヒューマンインタフェース
表面界面反応制御

25

65

67

まちづくり

74

マルコフ解析

67

表面科学

57

マルチマテリアル

表面加工

54

ミジンコ

貧酸素化

52

フードエンジニアリング
フードロス

23

不均一触媒

20

47

福祉工学

25

52
55

26
21

メタボリックフィンガープリンティング
メタボロミクス
70

49

フューチャー・デザイン

メトロロジー

41

41

メタマテリアル福島第一原子力発電所
浮体式洋上風車52

水災害

メタサーフェス

55

複合材料

水環境

無菌操作

30

65

密度汎関数理論

フォトニック結晶

プラズマ

44

41

フォトニクス

プライバシ

53

76

分子認識
34

光物性

50

分子動力学

20

光電子分光

46

76

21
22

モビリティシステム

50

62

76
19, 54, 64

2024 研究シーズ集 教 授 版

83

［や行］

［わ行］

有機 EL

37

ワイドギャップ半導体

有機界面

55

ワイドバンドギャップ半導体

有機機能性材料38

有機金属錯体触媒
有機合成［A 〜 Z］

3640

有機合成化学36, 38Additive Manufacturing

有機太陽電池37

AI

有機電子材料37

有機トランジスタ
有機半導体

37

33

有機分子

34

有機無機ハイブリッド
溶接・接合構造

34

46
48

［ら行］

61

CFD

61

CO2 変換63

DEM-CFD

54

52

ECMP

64

IoT

67, 68

LED

20

LSI

68

PGPB(Plant Growth-Promoting Bacteria)
QOL

ライフサイクル工学
ラマン顕微鏡5950

X 線結晶分光器

60

23

力学メタマテリアル
力学モデル

30［1 〜 9］51

離散事象システム

66

離散粒子シミュレーション
リスクガバナンス
リスク評価

54

3D プリンター

47

リスクトレードオフ

19F MRI

47

52

リスク評価・管理47

流体・弾性体相互作用
流体構造連成

53

49

流体力学

76

量子ビーム

27

量子輸送

55

理論応用力学

31

レーザー

19

レーザー操作29

レーザダイオード

20

73

ロボットマニピュレーション
ロボティクス・メカトロニクス

Osaka University

30

19

ANCF

DX

溶接・接合プロセスメタラジー

84

65

38

有機金属化学レーダ

60, 64

44
44

26

32

57

大阪大学大学院工学研究科

2024 研究シーズ集 教授版
2024年6月 初版
発行：大阪大学大学院工学研究科
編集：附属フューチャーイノベーションセンター（CFi）
担当 倉敷・渕上
〒565-0871
大阪府吹田市山田丘2-1
TEL: 06-6879-7195
URL: https://www.cfi.eng.osaka-u.ac.jp/
E-mail: office@cfi.eng.osaka-u.ac.jp＜CFi WEBページ＞＜研究シーズ集電子版＞

5mm

大阪大学大学院工学研究科

2024 研究シーズ集
教授版