近未来技術による新産業の創生～東北大学 NICHe の取組み～

イノベーションネットアワード２０２１

2021年6月22日
東北大学 未来科学技術共同研究センター

１１４年の歴史・伝統 ～ いかなる大学であったか「社会とともにある大学」としての東北大学

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建学の理念 「研究第一」、「門戸開放」、「実学尊重」を基盤に教育・研究・社会連携の好循環を実現

車の両輪としての教育と研究

世界的に卓越した基礎研究の推進

卓越した研究を通して、未来を拓く人材を育成

教育

研究
好循環

女子学生への門戸開放

独創的研究成果に基づくイノベーションの創出
第6代総長本多光太郎「産業は学問の道場なり」

黒田 チカ 丹下 ウメ 牧田 らく

専門学校･師範学校への門戸開放
茅 誠司

留学生への門戸開放
魯迅

社会との連携

松前 重義

陳 建功

仙台は学術研究に最も向いた都市であり、東北大学は恐るべき競争相手～アインシュタイン, 1922

蘇 歩青

民間および自治体等からの多額の寄附により創設・発展

KS鋼･新KS鋼

八木･宇田アンテナ胃がん集団検診

半導体レーザー

質量分析技術垂直磁気記録フラッシュメモリ

コンパクチンNICHe創立20周年 沿革

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変化に応じた連携体制構築と着実な成果創出
外的要因

学内等環境整備

大学等技術移転促進法（TLO法）制定

1998

NICHe 設立

産業活力再生特別措置法 制定（日本版バイドール条項）

1999
2000

㈱東北テクノアーチ(TLO) 設立

地域ラウンドテーブルの創設（ 2003年12月創設）
・宮城県知事、仙台市長、東北大総長、東経連会長による迅速な意志決定システム＜主な実績＞
・地域連携フェロー制度創設（2004年）
・地域ファンドTICC共同設立（2005年）
・東京エレクトロン立地協定（2007年）
・セントラル自動車立地協定（2008年）
・産業復興に向けた産学官共同宣言(2011年)
・トヨタ自動車東日本設立（2012年）

2002
2003
2004

研究推進・知的財産本部 設置

国立大学法人化
産学連携推進本部 設置

2007

東北大学連携ビジネスインキュベータ(T-Biz) 完成

リーマンショック

2010

国連防災世界会議開催

未来情報産業研究館 完成
ハッチェリースクエア 完成
工学研究科技術社会システム専攻 設置

2006

2008

東日本大震災NICHe 本館 完成

2011

2015

未来産業技術共同研究館 完成
みやぎ復興パーク 設立

発展

発展

産学連携機構 設置
東北大学ベンチャーパートナーズ㈱(THVP) 設立

指定国立大学法人化

機能強化

仙台市「近未来技術実証特区」認定

2017

アンダーワンルーフ型産学共創拠点 設置

仙台市営地下鉄 東西線 開業

2018

NICHe 創立20周年

2019

リサーチコンプレックスの形成～青葉山サイエンスパーク「東北放射光施設」等の企画型プロジェクト提案

東北大学未来科学技術共同研究センターの特徴

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NICHe現員概要 20.8.1
2020fy: 17Proj.
雇用教職員240名（教員 66名）
兼務教員110名
民間等研究員 120名
大学院生50名
計520名（定員 9名）【重点項目】

今後の新たなミッションを実現するための適切な組織体制の整備に着手①自分の成果に最後まで責任を持てる環境整備 （NICHe 発ベンチャー企業を組織的に育成支援）⇒ 地域復興に資する新産業分野と雇用の創出、人材の育成②分野融合型共同研究の企画推進 （企画部のマネジメントミッションを明確にして推進）⇒ 学内（79のプロジェクト企画）、ベンチャー起業（35社）
東北地区6大学(支援人材育成～事業化への連携体制の構築と推進）③センター運営の自立化 （20年間の外部資金獲得 計550億円の実績：今後のターゲットを明確に）⇒ 保有施設の学内外共同利用促進、研究プロジェクトの再編成

研究成果の社会還元

5地域雇用の維持・新規雇用の創出：みやぎ復興パーク（大型インキュベーションセンター））＜入居団体の事業内容（事例）＞◆植物工場（LEDを使った人工光型）◆次世代電気自動車の研究開発（東北大学）
H24G

F30G
F41G
F40G

◆足こぎ車いすの開発◆障がい者就労支援施設◆婦人服の配送センター
ソニー

F21G
F20G

◆印刷工場

A11G
◆制御システム・セキュリティー・センター◆水質浄化のシステム研究開発◆三次元LSIの研究開発（東北大学）◆土木シートの加工工場◆金属加工工場は卒業し、地域工業団地に新工場

早期操業再開が出来たことで、地域雇用を維持

東日本大震災の半年後、平成23年10月、地域産学官の連携によりソニー仙台工場敷地内のスペース40,000㎡を１０年間無償で借り受けて開設

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地域新産業・雇用の創出事例

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SMILEcoみやぎ プロジェクト
シンポジウム2019

中小企業によるリチウム電池事業化への挑戦• 株式会社Ｉ・Ｄ・Ｆ

代表取締役

佐藤幸太郎

次世代移動体システム研究活動：みやぎ復興パーク

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地域ニーズに即した次世代モビリティの提案～全学の最先端シーズを結集～パーソナルモビリティ（電動キックボード）

超小型EV

小型低速EVバス
（GSM）

IoT

IoT

IoT

（位置・電池SOC）（位置・電池SOC）（位置・電池SOC）

シェアリングシェアリング

Li電池

Li電池

Li電池

ワイヤレス給電

ワイヤレス給電

ワイヤレス給電

特区・規制緩和・道路占有面積・省エネ
・安全性・維持コスト・非常時電源・CASE/MaaS

社会課題解決（地域交通）

MR流体ブレーキ

通信接続（5G）

小型EV・PMVの利点

高度センサ

高度センサ

通信接続（5G）

通信接続（5G）

自動走行

自動走行

二人乗り

公道ナンバー＋産業創生（次世代自動車）

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福島県浜通りへの活動拠点設置（南相馬市RTF内）〇 福島県庁との協議✓ 自動運転の実証…既に取組中✓ 自動運転の「社会実装」• 産業面→地域産業づくり• ニーズ面→地域交通への展開

福島ロボットテストフィールド（RTF)：2019完成〇 地域産業の創出 ＋ 社会実装の推進※ “C・A・S・E”
Connected
AutomatedSharing
Electrification

E：電動化 ⇒ エネルギー
C：通信化 ⇒ ソフト・IT
S：新サービス ⇒ 運用
A：自動化 ⇒ 「まちづくり」〇 全国大学の知を結集する拠点：中長期・持続的な取組に✓ 福島ロボットテストフィールド✓ ImPACTタフロボ✓ 東北次世代移動体システム技術実証コンソーシアム✓ モビリティ・イノベーション連絡会議✓ G空間 → 幅広く各分野を繋げる

福島RTFへの拠点設置
国・県・市と協力連携

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福島復興に向けた近未来交通の実証・実装~シーズプッシュではなく地域の声を反映した取組～

構築イメージ
災害公営住宅準天頂衛星等

ラストマイル交通

電子基準点の利用
走行情報の集積3D地図作成・更新

国内外企業、大学研究機関 閉鎖空間内での連携

自動運転実証（Lv.4等）
公道走行化への検証

様々な先進技術実証集積
東北大学
東経連

福島ロボットテストフィールド

イノベコースト
連携
産業創出エリア
水素製造拠点ほか
持続的なG空間 日常交通
地域拠点

先進実証による帰還意欲促進

再開に向けて原ノ町駅

地域生活拠点
道の駅
小高駅
浪江駅
都市間交通拠点（鉄道駅・高速バス等）

自宅・職場

福島復興に向けた生活交通の確保のための近未来地域交通の基盤整備・体制整備

大学の優れた研究シーズ
復興プロジェクトで創出されたモデル

東京, 全国福島相双地区における・社会課題の解決… 住民の移動問題解決 → 先進技術実証・実装＋持続的な地域交通の確立＋・産業の再生・創生 … 福島イノベ構想、RTFへの先進技術結集 → 地元への定着促進・人材育成• 福島RTFへの大学ネットワーク拠点設置 … 東北大NICHeがまず先遣• 地域情報センターとしての活用 … 農林等、他分野との連携拠点に• 地域産業の創出、地域社会ニーズの解決の現地拠点として活動

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NICHeの特長：大型拠点型研究プロジェクトの実施

プロジェクト名リーダー

知的機能を備えたネットワーク対応電子システムの創出

大見忠弘

21世紀型顧客ニーズ
瞬時製品化対応新生
産方式の創出

大見忠弘
須川成利（11年）

未来情報産業研究館竣工

須川成利

先進半導体センサ・デバイス開発

須川成利

98 99 00 01 02 03 04

05 06 07 08 09 10 11

15 16 17 18 19

設計・計測
センサ・デバイス

プロセス
異分野
水平展開

年度 （西暦）12 13 14

新半導体生産方式の開発

センサ試作
大学間連携

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デバイスメーカと200-300mm
ウェーハ相互乗り入れ

製造装置
インフラ・部材（注）

オープン・イノベーショ
ン・プラットフォーム

11年度まで12年度より追加

プロジェクトの発展的展開

S. Sugawa, Feb., 2020

この間の（2019.10まで），
博士学生の育成
共同研究契約： 460件
コース学生： 30名
研究費 ： 98億円
社会人学生：88名（内寄附金 ： 35億円）
計：118名他に、産業界からの寄付建物120億円
未来情報産業研究館 2000 ｆｙ 竣工
2020 ｆｙ 改修

不連続のイノベーションによる新産業創出の切り口（イメージセンサ分野例）

物理限界に迫る極限性能
センシング技術開発の4軸
11ﾌﾟﾛﾄﾀｲﾌﾁｯﾌﾟ
4.8mm角160x88画素

感度・ダイナミックレンジ
2

100

中照度側

低照度側

世界最高性能の感度・ダイナミッ
クレンジ・撮影速度を有する低消費電力・線形応答・グローバル
シャッタCMOSイメージセンサとカメラを実現するためのオールジャパンチームを結成

100

4

1003

100

S/N光波長帯域

容量

東北放射光施設 イメージ図（河北新報18.6.29）

光を使わない近接場容量センシング

4を有する近接場容量イメージセンサ技術を世界で初めて開発，さまざまな応用展開開始
十円玉

配線の欠陥
2019年度に量産移管

紙葉の表葉の裏

配線表面の凹凸

指紋

Spokes現象（電子の周期的流動）の動画撮影 世界で初めて成功

ｽﾊﾟｯﾀ装置
Ti ﾀｰｹﾞｯﾄ近傍に励起されたﾌﾟﾗｽﾞﾏ
100万ｺﾏ/秒で撮影

長方形磁石

ガスフローセンシング 非侵襲血液センシング
試作チップ
3x4mm角128x128画素

模擬血管内ﾌﾞﾀ血液
近赤外光撮影視野約1mm角

ﾁｬﾝﾊﾞ内 NO2ｶﾞｽ
紫外光撮影
視野約5mm角

飽和>2E7電子， 0.05
S/N比>70dB， 0.04
光波長領域190- 0.03
1100nm圧倒的 0.02
性能を持つセン 0.01
サによる分光イ00
メージセンシング

300

mg/dl

267 PaDCB
A
A

200933 Pa
B
100

C
100

200

300

400

フレーム

吸光度（ガス濃度）の時間変化

S. Sugawa, Feb., 2020

E667 Pa

吸光度

千円札

生理食塩水の蒸発過程

高速CMOS
ｲﾒｰｼﾞｾﾝｻ
1000万ｺﾏ/秒

らせん磁石

30.1aF（10-19F）容量検出精度（凹凸で0.15nm精度）
試作チップ
4.8mm角256x256画素のセンシング

高照度側

小画素のプロトタイプチップを設計・試作し，同時露光
線形140dBダイナミックレンジの性能を実証

撮影速度従来2 超高速なプラズマ挙動

東北放射光施設向け軟X線センシング

D00100200

グルコース検量線30013

分野融合型Proj.企画の例：東北大学における農工連携基盤の創成：
川渡フィールドセンター（宮城県大崎市）の将来構想＜東北大学川渡フィールドセンター＞◆総面積2,215 ha（東北大学の総面積の85%） ＝ 大学附属農場としては日本一の規模◆水田，畑，採草地，放牧地，畜舎，針葉樹林，広葉樹林フィールドがバランス良く配置→ 我が国の中山間地域のモデル
各フィールドが有機的につながった「複合生態フィールド」を形成

農 学
作物 果樹 蔬菜土壌 肥料 園芸
造園 草地
森林 生態系
家畜 家禽 獣医
遺伝 育種
生理 行動
栄養 生殖
病害虫 微生物加工 流通 …

基礎分野の知見を実規模で実証

中山間地域の復興・発展への応用

北山地区

工 学
機械 ロボット
航空 宇宙
物理 量子
材料 金属
化学 バイオ
都市 環境
土木 建築
電気 電子
情報 通信
知能 医工学 …

農工連携によって，①農業・農山村の諸問題の解決，②中山間地域のインフラ整備，③中山間地域における新たな産業の創出，が可能。

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農工連携を軸とした新しい東北農業の提案

食料生産

環境保全

・ICT，ロボット技術等で小労力・大規模化

搾乳ロボットエネルギー生産東北大学川渡フィールドセンター
我が国最大規模の大学附属農場で最新技術を実規模で研究，実証

無人電動トラクタ

浜通りで実用化の検証，被災地の復興に貢献

・エネルギー自給＋地域に供給

・次世代型農山村
インフラの構築

モビリティ・イノベーション

高性能ドローン

・環境負荷の軽減

新たな中山間地域交通システム

自走式
電動草刈機

・高品質生産物の安定供給

農山村の活性化

農山村インフラ整備

高能力電池

東北大学

植物栽培施設15

省エネ
農業システム

被災地の復興世界の先導モデル大企業と地域中小企業の連携による提案企画型の地域産業形態への転換

青森県
秋田県

岩手県

（震災以降移動体Grを支援した分野融合プログラム）

花巻市

・東北大学重点戦略プログラム
・経産省IT融合
・文科省地域イノベーション・次世代エネルギーなど 計 15億円の実用化研究資金

横手市湯沢市

気仙沼市
栗原市
登米市

大崎市

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山形県
石巻市

女川町

・東北地域発の交通・エネルギー・医療のトータルネット
ワークシステムを形成し、被災地発の実用的なライフス
タイルから生まれる新しい価値観を国内外に積極的に発信（受け身から提案企画型産業への転換）

東松島市
多賀城市

利府町

仙台市
亘理町

福島県 福島市
郡山市 いわき市
南相馬市 浪江町

宮城県（今後の東北各地域における活動）
・農工医連携等大学の総合力と街作りの視点により、宮城復興活動の成功事例・地域企業関係者と協力し東北各地域企業とのネットワークを最大限に活用
・自治体ネットワークを充実させ、中小企業と大企業との連携により、具体的 地域新産業と雇用を創出

国省庁

・国家戦略特区（近未来技術実証特区）による持続的な研究機関発 各種先端技術の迅速な社会実装