Kawasaki Institute of Industrial Promotion

かわさき産学連携 ニュースレター〜新たな産学連携の構築に向けて〜
VOL.49界面制御工学で『ものをつなぐ』

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・〜溶接の基礎研究から日本発の接合方法の提案まで〜
富山大学 都市デザイン学部 材料デザイン工学科
柴柳 敏哉

2021年2月26日発行

P2

教授

AIの利活用を促進する『知能システムエンジニアリング』

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・P4〜基礎研究から知的医療支援、スマート社会システムの構築まで〜
横浜国立大学 大学院工学研究院 知的構造の創生部門
濱上 知樹 教授

都市土壌環境保全と資源最小投入による食糧生産を目指す！

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・〜土壌から見る環境と農業〜
明治大学 農学部 農芸化学科
加藤 雅彦

P6准教授

産学連携窓口紹介
福井大学

産学官連携本部 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ P8

産学 連 携・試作開発促進プロジェクト 〜大学・研究機器・実験機器開発のお手伝い「産学連携・試作開発促進プロジェクト」は、大学での研究機器の試作、実験装置の開発ニーズに、技術力ある中小企業が応える産学連携の取り組みです。大学と “ものづくり企業” が連携し、研究シーズの具現化を図るべく活動しています。
大学、研究機関での研究のスピードアップ、品質向上に役立てるように、部品加工から機器の設計・開発まで、中小企業のネットワークで実現しますので、開発ニーズなどございましたら、事務局へお問い合わせください。

◆問い 合 わ せ 先◆（公財）川崎市産業振興財団 新産業振興課 電話044（548）4165 FAX044（548）4151
E-mail liaison@kawasaki-net.ne.jp URL http://www.kawasaki-net.ne.jp/shisaku/

編集・発行 公益財団法人川崎市産業振興財団新産業振興課 〒212-0013 川崎市幸区堀川町66−20
044-548-4165 044-548-4151 E-mail：liaison@kawasaki-net.ne.jp URL：http://www.kawasaki-net.ne.jp

Kawasaki Institute of Industrial Promotion

界面制御工学で「ものをつなぐ」〜溶接の基礎研究から日本発の接合方法の提案まで〜
社会や産業を支える溶接技術「溶接」を必要としない国は、先進国と途上国の区別なく、地球上のどこにも存在しません。例えば、巨大な橋や高層ビル等の構造物、自動車・航空機・潜水艇、水力発電所の高圧鉄管や電子機器・部品などを始めとして、多様かつ様々な構造物や工業製品は溶接技術なしに作ることはできません。
私たちの研究室では、このように社会や産業を支える、溶接や接合の技術について研究しています。溶接とは、数㎝ 3という親指の先くらいの体積の中で、「 材料が溶ける、対流する、固まる」という現象、および「固まった後に状態が変わる（相変態や析出）」という現象が非定常に進行し、それが数秒間で終わるという複雑な物理と化学を基調とする材料現象です。私たちは、この材料現象のメカニズムを明らかにして熱や物質の移動などを最適に制御し、高機能素材や高信頼性構造物を創り出すための研究に取り組んでいます。
溶接の物理現象の解明に当たっては、溶けた金属の内部を見ることはできませんので、計算機シミュレーションや透明な液体を利用して、金属の流体としてのふるまいを可視化しています。
なお、透明な液体で可視化する方法では、溶融金属と物理的な特性が似ている、透明な物質を代用して、流体のふるまいを計測・評価します。

レーザ溶接をシミュレーション

レーザ溶接は、レーザ光のエネル

ギー密度を上げて材料を深く溶け込ませることができるため、金属の厚板などを溶接するのに適しています。
レーザ溶接には、局部加熱や短時間で接合できるなどのメリットもあり、今後ますます導入が広がっていくことは間違いありません。
私たちの研究室では、レーザ溶接における溶けた金属のふるまいを解明するため、基礎的な物性値が明らかな純アルミニウムを用いて数学モデルと物理モデルを立て、熱と物質移動の数値シミュレーションを行っています。例えば、溶接にともなう温度分布の変化や気泡の発生状態をシミュレーションし、気泡ができない溶接条件を調べています（図1参照）。なお、開発したモデルでは、未来の宇宙空間や他の惑星での溶接作業も見据え、重力を地球上の１Ｇだけでなく、無重力や２Ｇなどの重力下における溶接部の温度変化や気泡発生をシミュレーションすることができます。
将来的には、どんな条件下においても欠陥のない安心安全なレーザ溶接継手を作るための指針を、数値解析を用いて明らかにしていきたいと考えています。
また、基礎研究と職人の匠の経験知を融合させて、それが溶接ロボットに活かされ、ロボットが抜群の腕前を示す時代がくればいいですね。

摩擦攪拌接合における溶融金属の挙動を可視化

摩擦攪拌接合（ＦＳＷ：FrictionStir Welding）
は、1991年に英国で研究者プロフィール

柴柳 敏哉（しばやなぎ としや）富山 大 学 都 市デザイン学 部 材料デザイン工学科 教授。工学博士。
専門分野は溶接工学、界面、集合組織、組 織 制 御。金 属、セラミックスならびに樹脂材料の溶接接合技術に関する研究、界面組 織制御に関する研究に取り組んでいる。
研究者紹介サイト
http://www3.u-toyama.ac.jp/yusou/
mpe_labo/index.html

開発された技術で、アルミニウムのような溶接が難しい金属を溶接することができ、新幹線のボディや橋梁構造部材などの溶接に適用されています。
ＦＳＷでは、摩擦攪拌接合ツールを材料に埋め込んでグルグル回すことで溶接していきます（図２、図３参照）。
材料の中でツール先端のネジ部が回転すると摩擦熱が生じ、ネジ周辺の材料は水飴のように軟らかくなりま༻ંড়݇Laser pawer (kW)
Welding speed (mm/s)
Reflectance
Absorption coefficient
Laser diameter (mm)

5100
0.78
2.00.68

1.03ʹ10⁻² s

2.89ʹ10⁻² s

4.42ʹ10⁻² s

5.62ʹ10⁻² s

7.28ʹ10⁻² s

8.60ʹ10⁻² s

9.99ʹ10⁻² s

1.85ʹ10⁻¹ s

2mm298

図１

Temperature (K) 933

レーザ溶接の数値シミュレーション

図２2

流体研究室

摩擦攪拌接合（ＦＳＷ）の仕組み

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円盤摩擦接合は、異種材料の接合にも適用でき、例えばアルミ合金とＰＥＴ樹脂を接合することも可能です。
本接合では、ＰＥＴ樹脂の中にアルミ合金の突起物がフック状に入り込むことでアンカー効果が得られ、高い継手強度を作り出します（図６参照）。
現時点で、樹脂の強度の70％程度まで、継手の強度を高めることに成功しています。私たちは接合条件を最適化することで、継手の強度を樹脂自体と同じ強度まで高めることを目指しています。

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4mm

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図３

摩擦攪拌接合ツール

す。例えば、アルミ二ウムであれば500℃程度まで温度が上昇します。
回転するネジの周りを水飴状の材料が一緒になって回り始めることで、接触させた左右の材料を一体化させて接合する、というのがＦＳＷのメカニズムになります。
私たちの研究室では、ＦＳＷのメカニズムを解明するため、透明な水飴状の液体を独自に開発しました。
この液体は様々な有機物を調合して作っており、ＦＳＷの溶けた金属とよく似た物理的特性を持っています。そして、照明の当て方やカメラの配置などにも工夫を加えて実験装置を手作りし、ＦＳＷにおける溶融金属の挙動を、私たちが開発した液体で模擬できるようにしました。
この透明な液体の挙動を観察し評価することにより、実際に溶融金属の中で起きている現象を可視化し、高い精度で解析できるようにしています（図４参照）。

軽量化に向けて、広がるビジネスチャンス

ＦＳＷには、更なる軽量化が求められる新幹線、自動車、航空機、ロケットなどのボディや部品の接合技術としてのニーズがあり、ビジネスの面では新規参入の余地が大きく残されています。例えば、アルミ二ウムよりも比重の軽いマグネシウムや、アルミニウムとマグネシウムといった異種材料の接合は、現状では極めて難しい技術なのですが、製品の軽量化に向けてはＦＳＷの適用拡大が不可欠であると考えられます。
ＦＳＷを用いて欠陥のない健全な継手を製造するには、摩擦攪拌接合ツール先端のネジの形を適切に設計することが必須になります。
これは、溶融金属の流動を最適化して信頼性の高い接合部を得るには、ネジの形状や寸法が重要になるからです。

図４

ＦＳＷのツール後方の筋状模様

究極の溶接は『可逆接合』

上述のような可視化の実験装置を持っているのは、日本では私たちの研究室を含めて非常に少なく、ＦＳＷのツール先端のネジの設計に当たっては、私たちの実験装置が役に立ちます。企業様との共同研究は歓迎しておりますので、ご相談いただければと思います。例えば、企業様からツールの図面データをお送りいただければ、私たちの研究室で３Ｄプリンタを用いて当該ツールを製作し、実験装置で材料の流動を可視化・解析して、ネジの形の改良などについて技術指導する、といったことも可能です。

産業界では、材料の軽量化や高機能化の観点から、異なる材料を接合して利用するマルチマテリアルの採用が広がっています。他方では、資源の有効活用や環境負荷の低減などの観点から、リサイクルの重要性が増しています。
したがってマルチマテ
リアルには、材料としての役割を果たした後、歩留まりを下げることなく元の別々の材料に戻すことが求められます。
このような背景から未来の溶接技術のあるべき姿として挙げられるのが「可逆接合」です。
現在の溶接では、一度接合した材料同士をはがすことができないため、リサイクルしにくくなります。
これに対して、私たちが研究を進める円盤摩擦接合には、可逆接合の可能性があります。今後の研究課題になりますが、円盤摩擦接合
ではフック状の界面*ができるため、衣類などのファスナーのような接合・分離を行う機能を持たせることが期待できます。
今後の目標としては、産学連携なども活かして円盤摩擦接合の技術を実用化し、日本発の溶接技術として世界へ普及させていければたいへん嬉しく思います。

これまで世の中になかった『円盤摩擦接合』を開発

私たちの研究室では、日本発の新しい接合技術として、円盤摩擦接合の技術開発を進めています。円盤摩擦接合は、回転する円盤に両側から材料を押し付け、接触部の摩擦熱で材料を軟化させて接合する技術です（図５参照）。例えば、回転円盤にアルミニウム合金を押し付けると、摩擦発熱によってアルミ合金が軟らかくなり、円盤を引き抜いてからアルミ合金同士を押し付けることで、接合することができます。

ड़ఱʁWelding Letters Vol.37, No.4(2019) p.1WL – 3WL

図５

円盤摩擦接合の仕組み＊界面 互いに性質の異なる２つの物質が接する、境の面のこと。

3

ड़ఱʁWelding Letters Vol.37, No.4(2019) p.1WL – 3WL

図6

アルミ合金とPET樹脂の接合部の様子

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AIの利活用を促 進する「 知 能システムエンジニアリング 」〜基礎研究から知的医療支援、スマート社会システムの構築まで〜
知能システムエンジニアリングとは？

ます。
ここでの研究成果は、「知的医療支援の研究」や「超スマート社会私たちの研究室では、人工知能システムの研究」に応用しています。
（ＡＩ）や機械学習（ＭＬ）に関する個
医療と社会システムとは、あまり別の要素技術や基礎理論の研究に関係がないように見えますが、どち加え、それらを社会実装まで持ってらも人間の経験や深い知識に基づいくための方法論について研究をいて高度な意思決定を行うという進めています。私たちは知能システ
点ではよく似ています。それらの意
ムと社会のつながりに着目しており、思決定に人工知能と機械学習アル
この方法論を「知能システムエンジゴリズムを応用してみて、そこで出ニアリング」と呼んでいます。てきた問題を基礎研究へフィードバ
人工知能には様々な面がありまックする、というのが私たちの研究すが、その内部で行っていることは、サイクルになります。私たちの研究
人の設計能力では表現しきれないの特徴は、基礎理論だけ、医療だけ、高次元の非線形な処理です。この産業応用だけといった狭い研究領処理を利用して「これまで人間が経域ではなく、基礎から応用まで幅広験や知識を用いて行ってきた、様々く研究対象にしており、「 基礎→応かつ複雑なことを置き換える仕組用→基礎→応用→・・・」の研究サイみ」をつくることが可能です。
クルを回しているところにあります。
研究テーマの柱は、「 人工知能と応用から基礎へのフィードバック
機械学習アルゴリズムの研究」「知がないと、研究して論文を書いて終的医療支援の研究」「 超スマート社
わりになってしまい、誰かがその研会システムの研究」の３つになります。 究成果を利用してくれるのを待つと「人工知能と機械学習アルゴリズ
いった、受け身の状態になってしまムの研究」では、人工知能や機械学います。
実際に現場の様々な問題を習の基礎研究に取り組んでいます。
解決していくには、基礎と応用のサ特定のアプリケーションによらず、イクルを素早く回して、解決するた
非常にたくさんのデータの中から、めの仕組みを設計する必要があり表面上には表れない高次の知的なます。
「基礎」と「応用」と「設計」の３
仕組みを明らかにする仕組み、といつが揃ってはじめて、研究成果の社
 う普遍的な技術について研究してい会実装が可能になるのです。
このよ
うな方法論が「システムエンジ ニアリング 」、すな
わ ちシステムを作るための 仕 組ૡ୎৾ಆ‫؟‬౮ऩॊ੿঵॑৾ಆखञॿॵॺড‫ش‬ॡ॑
みづくりです。特ગਹ৷खथৗञऩ੿঵भ৾ಆ॑ৈசपষअにＡＩ技術の利活用に特 化した 方法論を「知能システムエンジ ニアリング」と呼んでいます。
図１ 転移学習の仕組み＊学習器 機械学習における学習システムのこと。

4

流体研究室

研究者プロフィール

濱上 知樹（はまがみ ともき）

横浜国立大学 大学院工学研究院 知的構造の創生部門 教授。博士（工学）。
専門分野は知能システム、機械学習、医工融合、社会システム。持続可能な高度社会と人類の知的生産性の増大に貢献する、新たな学問領域−「知能システムエンジニアリング」の創生を目指している。
研究者紹介サイト
https://hamagamilab.jimdofree.com/

人工知能と機械学習アルゴリズムの研究
昨今、人工知能（ＡＩ）の分野ではディープラーニング（深層学習）が流行っていますが、ユーザーからは「ここでは利用できたけど、こっちではどう使うの？またゼロから学習し直すの？「」実際に現場で上手く動いても、判断理由を説明できないため、怖くて使えない。ブラックボックスでは困る」といった声がよく聞かれます。そこで私たちの研究室では、ディープラーニングを再利用する仕組みや出来上がった学習器*を別の学習器が学習しなおす方法に着目して研究を進めています。
具体的には、転移学習に関する研究に取り組んでいます。
これは一度学習した結果のノウハウを別の用

ฟ඾㸸KWWSVZZZQHGRJRMSK\RXNDEXDUWLFOHVDULLQGH[KWPOᅗ㸰 ேᕤ▱⬟࡟ࡼࡿデ⒪⛉ุᐃᨭ᥼ࢩࢫࢸ࣒
図2 人工知能による診療科判定支援システム

途に再利用するといったものです（図１参照）。作ったシステムを再利用することで量的効果を高め、ディープラーニングの費用対効果を大幅に改善することができます。
また、現在の学習器はより深く複雑な方向へ進む傾向がありますが、そ の 揺 り 戻 し とし て シ ャ ロ ー（shallow：浅い）
ラーニングが見直されるようになっており、私たちは浅いネットワークで学習し直すという研究もやっています。
ネットワークが浅くなってくると、私たちがよく知っている知識構造が見えてきます。
これは「蒸留」と呼ばれている技
5術であり人に学習器の中で起きていることを説明させる仕組みを作ることができます。
つまりブラックボックスで分からなくなっているものを、別のＡＩが学習し直して人間に教えてくれる、ということが可能になるのです。例えば、設備の異常検知
では、ＡＩが異常を検知しても、何が異常なのかをはっきり説明されな
いと、どうしてもモヤモヤ感が残ってしまいます。
「こういう理由で異常を知らせている」ということを説明することで、ユーザーのモヤモヤ感を払拭することができ、ＡＩの普及を後押しすることができます。
このほかにも、強化学習や逆強化学習などの研究も行っています。強化学習とは、生き物が学習する仕組みを模倣するような学習方法であり、ロボットが置かれた環境の中で試行錯誤しながら自律的に動けるようになる仕組みをいいます。
また、
逆強化学習とは、ロボットが上手な人（エキスパート）の作業を真似る

図3

マルチドメインサイバーフィジカルシステムことで、上手に作業できるようになる仕組みをいいます。

知的医療支援の研究
私たちの研究室では様々な医療機関と連携し、重症度判定・診療科判定、ＭＲＩ画像診断支援、バイタルデータ異常検知、生殖医療支援など、人工知能（ＡＩ）を用いて医師の意思決定や業務を支援し、医療の質を高める知的システムの開発を進めています。
例えば、救命救急の電話対応や外来診療の問診にＡＩを用いて、効率的な重症度判定や診療科案内・電子カルテとの連携などをはかるシステムを開発しています（図２参照）。昨今、救命救急や病院業務では、高い質のサービス維持や増え続ける患者への対応に人的・経済的リソースが追い付いていない問題があります。そこで私たちは、過去の多くの症例を学習させたＡＩによって、対話的に情報を獲得し高い精度で患者の状態を把握することに成功しました。
このしくみを使って、効率的なリソース配分やサービスの実現が可能です。

超スマート社会システムの研究
私たちは、サイバーフィジカル*、ＩｏＴ、スマートファクトリーなどを扱
うためのフレームワークについても研究しています。サイバーフィジカ
ル全体を取り纏められるような仕組みづくり（図３参照）を研究の根底に置きながら、具体的な問題解決にも取り組む、といったスタンスで研究を進めています。
企業には、これまで人が経験的に行ってきたことを自動化したいというニーズがあり、様々なテーマで企業と共同研究に取り組んでいます。
例えば、工場の現場ではＡＩを用いて、電動機や生産ラインの異常検知や故障予測、需要予測に基づく在庫管理、形状設計の支援などを行っています。

今後に向けて〜
課題と目標は？
私たちは企業との共同研究に数多く取り組んできましたが、課題となるのはデータの収集や、データの意味を理解して適切に解釈することです。実際にデータを持っているのは企業の顧客であることが多く、現場の協力が欠かせません。
したがって、人工知能（ＡＩ）の社会実装に向けては、作り手である企業の先のエンドユーザまで含めた連携の仕組みづくりが重要です。
医療や社会システムの分野では、現場の意識や経営者の考え方がどんどん変わってきています。
ＡＩの技術そのものも進歩し続けています
が、それ以上にAIに対する企業や社会の意識が大きく変化していて、ＡＩを受け入れてもらい易くなっています。5年後はさらにＡＩに対する企業の理解が進んでいるのではないでしょうか。
ＡＩに対する期待と実態の乖離を小さくすることや、この分野のブルーオーシャンを創造することに貢献し、社会や産業の様々な分野におけるＡＩの活用を後押しできれば、たいへん嬉しく思います。

＊サイバーフィジカル 実世界（フィジカル）とコンピューター（サイバー空間）をＩＴ技術によって結びつけること。これにより、実世界で有用な価値を創出する。

5

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都市土壌環境保全と資源最小投入による食糧生産を目指す！
〜 土 壌 か ら 見 る 環 境 と 農 業 〜
養分や重金属の土壌中でのふるまいを研究
私たちの研究室は、基礎研究の面では、土壌の中の無機元素のふるまいを研究対象にしています。具体的には、窒素（Ｎ）、リン酸（Ｐ）、カリ（Ｋ）、カルシウム（Ｃa）、マグネシウム（Ｍg）などの養分、並びに土壌汚染の原因となる重金属が、土の中でどのように移動するのか、どのように他の物質と反応するのか、どのように植物に吸収されるのか、といったことを研究しています。
また、基礎研究で得られた成果の応用研究への発展も意識しています。食糧生産において肥料などの限られた資源をどのようにして有効利用するのか、加えて重金属で汚染された土壌をどのようにして修復するのか、修復した土地や土壌をどのように利用していくのか、などについて研究を進めています。
例えば、私たち人間は手を伸ばして食べ物を取れますが、植物の根は土の中に固定されているため、離れた所にある養分を吸うことはできません。
ミクロなレベルで見ると、植物の根と土中の養分は離れた場所に存在しており、植物が養分を吸うためには、養分が根の所まで移動しなければなりません。土の中の養分の移動のメカニズムを解明することで、植物に養分を効率的に吸わせる方法が明らかになります。そしてそれは、食糧の増産に役立てることができるのです。
また、重金属を含んだ土壌が問題になるのか、問題にならないのかの分かれ目は、重金属が水に溶けるのか、溶けないのかが重要になります。皆さんが普段踏みしめている普通の土にも重金属は少なからず含まれています。重金属が水に溶けると、それが地下水に移動したり、植物が吸収したりして問題が生じます。
しかし、重金属が土の構造内に安定的に存在していれば環境面で悪さはしません。
したがって、私たちは、土の中での重金属の存在状態やその移動性が重要と考え、研究を進めています。
私たちの研究室は農業生産系や地盤環境系において多様なテーマで研究に取り組んでいます。今回は、農業生産系の中からいくつかを取り上げ、具体的な研究内容について紹介しましょう。

ポット右側：有機物と肥料を併用した土壌における根域発達
ポット左側：肥料を単用した土壌における根域発達

図１ クリノスタットを用いた
模擬微小重力条件における試験風景

図２

植物１個体からの根発達を区分できる栽培装置

6

流体研究室

研究者プロフィール

加藤 雅彦（かとう まさひこ）

明治大学 農学部 農芸化学科 准教授。博士（農学）。
専門分野は土壌学、地盤環境学。都市土壌地盤汚染の修復と再利用化技術の開発、肥料等の国際的資源の土壌での有効利活用技術の開発に取り組んでいる。
研究者紹介サイト
http://www.isc.meiji.ac.jp/~soil/
ㅤindex.html

農業生産系の研究第1に、まだまだ先の未来の話になりますが、「宇宙における農業」について研究しています。人間が長期にわたって宇宙ステーション、月や火星などで暮らすに当たっては、必要な食料のすべてを地球から持ち込むことはできませんので、宇宙での食料生産が不可欠になります。現状では植物工場のような生産形態で十分かもしれませんが、遠い将来には土を用いた栽培形態が必要になるかもしれません。
宇宙では重力条件が変わるため、それに伴って土の中の物質の移動や反応、物質の存在形態がどのように変わるのか、について研究しています（図１参照）。地球上であるか、宇宙であるかにかかわらず、植物を育図３

全国各地の下水汚泥堆肥の理学性の評価

てるには光と温度に加え、炭素（Ｃ）、水素（Ｈ）、酸素（Ｏ）、および養分が必要な条件になります。二酸化炭素（ＣＯ2 ）を除き、水や養分は土から供給されますので、宇宙ではそれらがどのようなメカニズムで植物の根へ供給されるのか、について理解しておくことが重要になるのです。
第２に、「 植物の根の発達機構」について研究しています。土の中の養分の状態と植物の根の発達の因果関係を明らかにすることを目指しています。植物にとっては、どこにどれだけの養分が存在するのか分からない中で、どのように根を伸ばしていくのか、そのメカニズムを明らかにできれば、どうすれば植物に養分を効率的に吸収させることができるのか、理解できるようになります。従来から植物を栽培する箱の中に養分を投入して、箱全体で植物がどれだけ育ち、養分を吸収するかという研究は行われてきたのですが、私たちは植物の根と養分や水分の位置関係を３次元で捉えて、どこに、どんな状態で、どれだけ存在している場合、根はどのように発達していくのか、解明を進めています（図２参照）。
第３に、「 未利用資源の活用」について研究しています。日本は化石燃料や鉱物などの資源がないた
め、海外からの輸入に依存していま

図４

バイオマス発電の燃焼灰の有効活用

すが、同様に作物の生産に必要な肥料も輸入に頼っています。日本の食料自給率は４割程度と言われますが、食料を国内生産するための肥料は海外に大きく依存しているというのが現状です。例えば、肥料の成分であるリンやカリは鉱物であり、採掘できる資源量には限りがありますので、やがては枯渇してしまいます。そこで私たちの研究室
では、海外の資源に依存せずに国内の食料生産を担うべく、国内で未だ使用されていない資源（下水汚泥や食品廃棄物など）に着目して研究を進めています。例えば、下水汚泥には様々な物質が混入しているということもあり、下水汚泥から堆肥を作り、それを植物に与えたとして、必ずしも植物の生育にプラスになるとは限りません。
どういった性質をもった堆肥であれば、どの作物の生産に適しているのか、明らかにすることを目指しています（図３参照）。
第４に、「バイオマス発電の燃焼灰の有効活用」について研究しています。現状のバイオマス発電におけるコスト面の課題として、バイオマスを燃やした後に大量に排出される燃焼灰の処理コストが挙げられます。
燃焼灰を廃棄物ではなく、肥料として活用できれば、処理コストの問題を解決することができます。ただ、燃焼灰を肥料として用い7

るには、灰は水に溶けにくい状態で存在しているため、植物が養分として吸収するのが難しい、加えて、灰に植物生育に有害な物質を含んでいる可能性がある、といった課題があります。そこで私たちは、燃焼灰を水熱処理（亜臨界処理）して、肥料にする方法の評価を進めています。水の温度と圧力を上げると、水が亜臨界と呼ばれる状態になって、分解性や反応性が高い水に変わります。
このような状態の水を用いて燃焼灰を処理すると、養分として溶け出しやすい結晶構造や、重金属が溶け出しにくい状態を得ることが期待できるのです（図４参照）。

世界の農業や資源の有効活用に貢献
今後も世界の人口は増えていきますので、それに見合った食料の増産が必要になります。肥料や養分の土壌管理をどのように行えば各作物の生産性を向上させることができるのか、そのメカニズムを明らかにし、具体的な方法を提案することで、少しでも貢献できればいいなと考えています。
また、汚染土、燃焼灰などを単に捨てるのではなく、資源として使えるものは使っていけるようにすることで、環境保護や資源の有効活用につなげていければ、嬉しく思います。

Kawasaki Institute of Industrial Promotion＜産学連携窓口紹介＞

福井大学 産学官連携本部

福井大学は1949年に福井師範学校・福井青年師範学校・福井工業専門学校を母体として設立された国立大学で、2003年には福井医科大学と統合、現在、４学部・3研究科を持つ大学です。県内では、鯖江の眼鏡や繊維産業など、伝統的な技術を時代に合わせて発展させてきた産業が有名です。今日は、同大学で産学連携に携わる部門である産学官連携本部の特命教授 樋口様にお話を伺いました。

１．産学官連携本部について

域経済の振興等を目指し、地域の企業や地方公共団体との産学連携活動を積極的に行っている拠点として、2020年4月に経産省の『J-Innovation HUB 地域オープンイノベーション拠点』に選定されました。

当本部は、産学官連携に関する業務をより迅速に実行するために、これまで学内にいくつか分散していた産学連携機能を統合し、平成19年に設置された組織です。
独立して存在するURA*組織が研究者や関係する事務部門をつなぐ調整役を行うのではなく、URA組織が事務部門と同じ器の中に一体化していることが特徴です。
そして、地域産業の活性化に資する研究活動推進と自立型高度産業人材の輩出を両輪とする活動により、地域企業に「技術開発」と「人材育成」に関するソリューションを提供することを目的として産学官連携活動を進めています。

３．今後の抱負について

福井藩主、松平春嶽は趣味人であったといわれ、1862年に自転車に乗ったと伝えられています。福井県人には、そういった新しい物好きの気質が根本にあるのではと思われ、現在でも、鯖江の眼鏡や繊維産業など、伝統と最新技術を融合し、新しい価値を作っています。そういった中で福井大学はそれらを支えるポジションでありたいと思っています。直近の取組としては、福井大学の技術を基に作られた、VR、ARへの活用が期待される米粒大の超小型光学エンジンの実用化推進や、県内企業が中心となり超小型人工衛星を作ろうとする県の活動にも、技術提供だけでなく技術者の教育指導等でも参画していきます。
これからも、これまでの活動をより発展させるとともに、モノ作りから一歩進んで、コトづくりをしたいと思っています。さらに、コトづくりからモノ作りへの展開を検討しています。今後も、社会の中に入っての交流を大切にしたいと考えています。

２．産学連携の取組について

まず、福井県の産業の特徴ですが、中小企業が多く、大企業がほとんどないことが挙げられます。従って、中小企業も大企業の系列ではなく、小規模だがそれぞれ独立した会社として存在していることがユニークです。
そういった特徴をもつ産業界との連携の取組の一つとして、地域企業235社が入る「産学官連携本部協力会」があり、現在、県内のほとんどの業種が含まれています。
会員は優先的に福井大学の情報を得られる、機器使用ができる、人材育成プログラムに参加できる等のサービスを受けられ、また、「福井大学とのトップ懇談会」という、会員企業の経営者と学長との意見交換会を年一回実施しているほか、実務者レベルで行う研究会があります。
なお、産学連携活動においては、実は川崎市の知財交流会を参考にしています。以前同交流会に参加させていただいた際、単に技術情報を紹介するだけでなく、参加者が交流できる仕組みがあることに感銘を受け、こういった場を福井にもぜひ作りたいと思いました。そして、各種研究会や県内の大学、試験研究機関の研究成果の企業への技術移転を促進する組織「ふくい知財フォーラム」においても、同交流会を参考に活動を進めています。
大学で所有する分析機器等の開放も行っております
が、ただ測定してデータを出すだけでなく、コンサルティングも含めた内容を提供しており、例えばクレーム対応の相談があればそのソリューションまで提案して回答するなどしています。また、大学への技術相談等について、これまでは個人的なつながりから相談をされることが多く、属人的でしたが、初めての人でも相談しやすいよう、「産学官連携コンシェルジュ」によるワンストップサービスを始めました。そして、これらの個々の活動をまとめてリンク化して共同研究、商品化にまとめあげるためにコーディネーターやURAが日々、活躍しています。
なお、以上の活動の成果もあり、地域の課題解決や地＊ URA：University Research Administrator（大学等における研究マネジメント人材）

産学官連携本部外観【問い合わせ先】
福井大学 産学官連携本部
E-mail：oﬃce@hisac.u-fukui.ac.jp
HP：http://www.hisac.u-fukui.ac.jp/〒910-8507 福井県福井市文京３丁目９番１号☎0776-27-8956（代表）

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