茨城大学重点研究「人の暮らしを豊かにするライフサポート科学の創成」

茨城大学工学部附属ライフサポート科学教育研究センター
２０１３年度報告書

茨城大学重点研究「人の暮らしを豊かにするライフサポート科学の創成」
平成 25 年度報告書刊行にあたって
プロジェクト代表

増澤徹

平成 25 年度は本重点研究の活動の一環として茨城大学工学部のライフサポート科学教育
研究センターの小平記念ホールディスプレイを製作し、研究会や打ち合わせに活用できる施設として改装された小平記念ホールに掲示いたしました。平成 25 年 5 月 29 日には平成
22 年から続いている本重点研究の中間報告を行いました。プロジェクト推進活動として「生命支援領域」、「生活支援領域」、「環境創出領域」各研究領域幹事による幹事会によりプロ
ジェクト運営を行ってきました。茨城大学から助成を受けている学術推進経費は、プロジ
ェクト全体の底上げを図るための以下の若手研究育成、重点研究講演会の開催費用、報告書作成費用として有効利用させていただきました。
【平成 25 年度の若手研究題目】
１.「集積化磁気センサを利用した細胞観測・運搬システム実現のための基礎技術確立に関する研究」、代表：木村孝之
２.「下掛け式クロスフロー水車周りの流れ場の可視化計測」、代表：李艶栄
平成 25 年 10 月 1 日に茨城大学工学部附属ライフサポート科学教育研究センター講演会
として、「世界の人工心臓研究最前線」として、
米国 BiVACOR 社の開発責任者 Daniel Timms
博士と豪国 ICETLab の研究ディレクター

Shaun Gregory 博士にそれぞれの施設における人工心臓、循環補助デバイスの研究開発状況について発表してもらいました。
平成 25 年 12 月 11 日には福島大学 人間支援システム専攻の高橋隆行教授に「人支援ロボットの開発とその技術展開」の講演をお願いし、人間の生活空間の中で人と一緒に活動
し、人の生活を支援できる移動ロボットの研究開発について発表していただきました。
平成 25 年度の研究業績は、原著論文 39 編、国際会議発表 14 件、学会発表 104 件、特許出願 8 件、学会賞等受賞 12 件、新聞報道等 5 件、競争的資金獲得 13 件でした。今後とも参加メンバー一同、茨城大学重点研究としてライフサポート科学の更なる発展に貢献していきたいと存じます。

「人の暮らしを豊かにするライフサポート科学の創成」
プロジェクト参加教員
１）生命支援領域○心機能補助システムの研究開発
増澤徹（機械・教授）、田中伸厚（機械・教授）、松田健一（機械・准教授）、
木村孝之（電気・准教授）○薄膜技術による生体材料表面処理技術の開発
尾関和秀（機械・准教授）、山内智（物質・准教授）、久保田俊夫（物質・教授）
２）生活支援領域○福祉機器・パワーアシストシステムの開発
近藤良（機械・教授）、清水年美（機械・准教授）、森善一（知能・准教授）、
井上康介（知能・講師）、福岡泰宏（知能・准教授）○テラヘルツ、レーザ計測、脳波解析等による生体計測技術の開発
辻龍介（メディア・教授）、住谷秀保（知能・助教）
３）環境創出領域○最適・快適環境創出のための計測制御技術・評価技術の開発
稲垣照美（機械・教授）、道辻洋平（機械・准教授）、湊淳（応用粒子線・教授）、
藤田昌史（都市・准教授）、西泰行（機械・准教授）、李艶栄（機械・助教）

茨城大学重点研究とは．
．．
下記のように茨城大学重点研究認定制度実施要項の目的に定義されています。
「茨城大学は、研究推進方針において重視している、特色ある重点研究の育成と推進を目指して、優れた研究実績を有する研究グループが実施し、学術的及び社会的に卓越した研
究成果の創造を目指す研究プロジェクトを重点研究として認定する。
」

－目次－
１．研究報告１．「集積化磁気センサを利用した細胞観測・運搬システム実現のための基礎技術確立に関する研究」（木村 孝之, 増澤 徹）－ 1 －

２．「下掛け式クロスフロー水車周りの流れ場の可視化計測」（李 艶栄, 西 泰行, 稲垣 照美）－ 6 －３．関連発表資料等－ 11 －

２．プロジェクト業績
１．活動実績，講演会資料等－ 17 －

２．業績一覧

－ 43 －

３．中間報告－ 55 －

1.研究報告茨城大学重点研究プロジェクト 「人の暮らしを豊かにするライフサポート科学の創成」
ライフサポート科学教育研究センター

集積化磁気センサを利用した細胞観測・運搬システム実現のための基礎技術確立に関する研究
Study on the Establishment of the Fundamental Technology for Implementation of Cell Observation
and Transportation System Using the Integrated Magnetic Sensor
木村孝之、増澤徹
茨城大学工学部
Takayuki KIMURA, Toru MASUZAWA
College of Engineering, Ibaraki University

1.概要
現在、CMOS 技術とバイオ技術を融合し、LSI チップ
上で DNA や細胞などのバイオ材料のセンシングや反応、抽出、検出を行うマイクロチップ解析システムに関して広く研究が行われている。この様なシステムでは数ミ
リ程度の領域で反応を起こすため、従来の手法に比べて試料や試薬の使用を抑えシステムの小型化や創薬のスクリーニングの高効率化が期待される。
本プロジェクトではこの様な技術融合により細胞実験に必要な細胞の観測やフィードバック制御による確実な
順送り運搬を 10μｍ以下の精度で行うための技術の確立をめざし、集積化磁気センサの微細化に関する研究を行った結果を報告する。

2.はじめにQOL(Quality of Life)向上を目指して人工心臓の開発が行われている。人工心臓では耐久性向上を目指し、
磁気浮上型モータを適用することが検討されている。このような磁気浮上系は負のバネ定数を持つためフィードバック制御が不可欠であり、浮上インペラの位置を計測するために集積化 2 次元磁気センサシステムが考案されている(1-3)。このセンサシステムでは n 形 MOSFETの反転層の電子にホール効果を起こし磁束の測定を行う(4)。これまでの研究で 64×64 画素を持つ 2 次元磁気センサにおいて 3000rpm 程度で回転するモータの制御への可能性(2)が示されている。
また、この様な磁気集積化センサと大きさが 1～20μm 程度の磁性体をポリマーでコーティングした磁気ビーズを組み合わせることで DNA や細胞などのバイオ材料のセンシングや反応、抽出、検出を行うマイクロチップ
解析システムに関する研究が行われている。この様なシステムでは数ミリ程度の領域で反応を起こすため、従来の手法に比べて試料や試薬の使用を抑え低コストで解析が行える。特に近年では CMOS 技術をバイオ領域に応用し、LSI チップ上でこのマイクロチップ解析を行う事-1-が検討されている。
本研究では磁気浮上型モータの制御のために開発してきた集積化磁気センサを用いて、細胞実験に必要な細胞の観測やフィードバック制御による確実な順送り
運搬を 10μｍ以下の精度で行うための基礎技術の確立を行う。そのため、集積化磁気センサの微細化の検討を行い、デバイスの設計、試作と特性評価を行う。

3.集積化磁気センサの構造
3.１集積化磁気センサの基本構造
本プロジェクトで採用している磁気センサの断面図を
Fig.1 に示す(4)。この磁気センサでは n チャネル
MOSFET(Meta-Oxide- Semiconductor Field EffectTransistor)の反転層にホール効果を起こしている。このホール効果によって発生した電位差はソース・ドレインと同じ拡散層で作った端子(output1, output2)から読み出す。一般的にホールセンサに使われる材料にはその移動度の高さから InSb や GaAs が使用される。しかし、
Si を基板とした MOSFET のチャネルを使った磁気セン
サでは反転層の薄さと後段のアンプによる増幅回路を同一基板上に集積化できるため、移動度が高い材料と遜色が無い感度を実現することができる。さらに Si 基
板上には AD(Analog-to- Digital)変換や信号処理用の DSP(Digital Signal Processing)など種々の回路を集積化することができるため、システムの小型化と低コスト化が実現出来る。
Fig.1 に示される磁気センサはさらに２次元平面
内に配列状に配置される。画素から出力までの回路を Fig.2 に、また配列状況を Fig.3 にそれぞれ示す。
磁気センサの２端子から信号が出力される。信号はそれぞれ p チャネルソースフォロアと n チャネルソースフォロアで増幅され、ゲイン１０倍の差動増幅器により増幅され出力される。Fig.3 に示すように集積化磁気センサはイメージセンサの駆動である
シフトレジスタや、ソースフォロアによる読み出し茨城大学重点研究プロジェクト 「人の暮らしを豊かにするライフサポート科学の創成」
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回路により構成される。これにより２次元の磁束分
布を逐次走査することで測定することが可能となる。
output2
output1

Gate

Inversion
layer

Source

n+

Drain

n+

Depletion
layer
p substrate

Fig.1 Cross section of Hall sensor using inversion
layer in MOSFET.
p-channel
source follower

n-channel
source follower

Vbp

Col

pixel
Row

+

Vbn

probe

+

MOSFET based
Hall element
probe

differential
amplifier
Ad = 10

Row
Col

+

3.2 集積化磁気センサの微細化と構造の最適化
磁気センサの微細化を実現する際に問題になるのはFig.2 の灰色のエリアで囲った pixel に示す様にホールセンサに使用する n チャネル MOSFET とソースフォロアに使用する p チャネル MOSFET を同一画素内に作らなければならないことである。Fig.4 に示す様に n チャネル
MOSFET と p チャネル MOSFET はウェルを使用して分離しなければならず、面積を小さくする事が難しい。そのため、このウェル構造をなるべく小さくする工夫が必要となる。本研究ではこのウェル構造を効率的に配置するために４つの隣り合う磁気センサのｐチャ
ネル MOSFET はウェルを近接して配置した。さらにホールセンサ自体の大きさを２．７×２．７μｍ2まで小さくした。そのレイアウト図を Fig.5 に示す。
ｐチャネルのソースフォロアを対称軸として上下にホールセンサが配置されている。そのためホール
センサに流れる電流も対称となる。これは出力されるセンサの電圧が上側のホールセンサと下側のホールセンサで逆となることを意味する。この様な構成をする事で画素サイズをこれまでの 50μｍ角から７μｍ角まで小さくする事ができた。
n-MOSFET

p-MOSFETn+p+outputn+p+n-WellVos

p-Substrate

Vbn

Fig.4 Cross section of p-channel and n- channel
MOSFETs with n-well.

Fig.2 Circuit from Hall sensor to readout.

pitch of pixel
7m

1.8V

2.7x2.7m2
Hall element

Vertical Shift Register
for Gate Drive of Hall Elements

Gate driving line

Current
Directionp-channel
source-follower

Hall Element

Gnd:0V

Fig.3 Bias and gate driving circuits for Hall
elements.

Fig.5 Four pixel layout with common-wellstructure.

-2-

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3.3 試作された集積化磁気センサ
前節の設計をもとに試作した集積化磁気センサのチップ写真を Fig.6 に、また、主な仕様を Tab.1 に示す。
集積化磁気センサは ROHM 社の 0.18μm 標準 CMOS
製造プロセスにて試作した。ホールセンサからなる画素
は６４×６４個を２次元に配列した。センサのバイアスや読み出しのための走査は水平・垂直シフトレジスタにより駆動した。磁気センサからの信号は２段のソースフォロ
アにより増幅後、オペアンプによる差動増幅回路によりゲイン１０で増幅後出力された。なお、読み出し速度を向上するために６４×６４画素のホールセンサアレイを８つの領域（６４（縦）×８（横）画素）に分けて、８チャネル
同時に出力信号を読み出せるようにした。

ムでは磁気センサからの８チャネルの出力信号を AD 変
換するために８個の 18bitAD 変換器を使用した。また
AD 変換された信号は FPGA(Field Programmable Gate
Array)で整列され、USB(Universal Serial Bus)2.0 インタ
ー フ ェ ー ス を 通 し て リ ア ル タ イ ム で PC(Personal
Computer)へ転送される。測定開始のトリガは USB イン
ターフェースを通して FPGA へ伝達され、FPGA 内に用意されているデータ取得シーケンサにより集積化磁気センサと AD 変換器を制御しながらホールセンサアレイ
１画面分のデータが取得される。なお、測定の条件や測定対象に使用した機材に関しては以下にまとめる。
・ホールセンサ１個あたりの駆動電流
189μA(ゲートとドレインに 1.8V 印加時)
・読み出し速度610 フレーム／秒
・印加磁場
・永久磁石による均一磁場(450mT)・電磁石による均一磁場(0～140mT)・棒磁石(1mmφ,10mm)による不均一磁場
・測定後の信号処理
・ランダムノイズを除去するため、２００回の測定を行い画素毎の平均値を測定値とした。

MagnetMagnetic flux
Control
Signal2D sensor
8ch analog
signal output

Clock

8ch
18bit ADC
8ch digital
signal output
FPGA

Fig.6 Photograph of a magnetic sensor.

Control
SignalTab.1 Specification of the fabricated sensor.
製造プロセス

0.18m 1P5M CMOS

アクティブエリア

448x448m2

画素サイズ

7x7m2

ホールエレメントサイズ

2.7x2.7m2

画素アレイサイズ

64pixels×64pixels

動作電圧

1.8V

USB
Controller
USB 2.0
interfacePC
Fig.7 Integrated magnetic sensor measuringsystem.

4.集積化磁気センサの特性測定と評価
4.１測定システムと測定条件測定に使用したシステムを Fig.7 に示す。このシステ-3-茨城大学重点研究プロジェクト 「人の暮らしを豊かにするライフサポート科学の創成」
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4.2 面内感度バラツキと補正方法

70mV

70mV

0mV

0mV

(a) 磁束の復元画像(a) 磁束の復元画像

70

70
3rd row
3rd column

Output Hall voltage[mV]

Output Hall voltage[mV]

4.1 節 で 示 し た 条 件 で 永 久 磁 石 に よ る 均 一 磁 場(450mT)を集積化磁気センサで測定した結果を Fig.8 に示す。Fig.8(a)は再構成された画像で、Fig.8(b)は画像の左から３列目と下から３行目を取り出した信号である。
Fig.8(a)より、試作した集積化磁気センサを用いて磁束分布を測定できていることが確認できる。ただし画像をよく見るとモザイク状のバラツキや縦方向の線状の縞や横方向の縞が見られる。Fig8(b)の結果から、信号は±５ｍV 程度のバラツキが存在することがわかる。この画像を測定する際には 4.1 節で説明したとおり測定の際のランダムノイズを除去するため２００回の平均化を行っている。そのため取得された画像中のノイズは時間的に変化するランダムノイズでは無く、時間に依存しない固定
パターンノイズ（FPN : Fixed Pattern Noise）であると考えられる。この FPN の原因としては、・ホールエレメント自体の感度バラツキ
・画素内ソースフォロアのゲインバラツキ
・列内ソースフォロアのゲインバラツキ
・差動増幅回路のゲインバラツキが考えられる。

この様な FPN は時間に依存しないため補正の難易度は比較的低い。本研究では永久磁石による均一
磁場(450mT)を集積化磁気センサに印加した際の出力電圧を求め、その平均値からのずれ量の逆数を画素毎の補数係数として決定した。実際に測定する際は、入力磁束に応じてその補数係数を各画素にかけることで補正を行い、それを測定結果とした。Fig.8 と同一条件
で磁束を測定し、補正係数をかけて補正した結果をFig.9 に示す。Fig.9(a)は Fig.8(a)と比較して画像のモザ
イク状のバラツキは抑制されていることがわかる。縦方向の線状の縞も目視で確認できないレベルまで小さくなっている。Fig.9(ｂ)の結果を見ると補正を行っていな
い Fig.8(b)の結果よりもバラツキが抑えられており、±2mV 程度になっていた。これは補正の効果が得られていると考えられる。
ただし横方向の縞は確認された。これは Fig.5 に示す
様にホールセンサに流れる電流が１行おきに違うため、その方向に違いによりこの様に横方向に縞が発生していると考えられる。しかし、その原因については本研究では突き止めることはできなかった。面内の感度の均一性をあげるためにもこ縞が発生する原因と抑制は行う必要があると考えられる。

65
60
55
0

3rd row
3rd column

65
60
55
0

20
40
60
Number of pixels

20
40
60
Number of pixels(b)１ラインの出力電圧(b)１ラインの出力電圧

Fig.8 Measured signals without sensitivity
correction, (a) reproduced image of magnetic fieldand (b) two-line signals extracted from image.

Fig.9 Measured signals with sensitivity
correction, (a) reproduced image of magnetic fieldand (b) two-line signals extracted from image.

-4-

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4.3 感度特性
電磁石を用いて均一磁場を印加し、印加磁場に対する集積化磁気センサの感度を測定した。印加磁場の強度は電磁石に流す電流で調整した。発生する磁場の強度は前もってリファレンスの磁気センサにて測定を行った。さらに電磁石面内での磁束のバラツキは 0.6%以内に抑えられていた。測定結果を Fig.10 に示す。測定ではランダムノイズの影響を排除するために２００回の測定を行い画素毎に平均を取り、さらに全画素の平均を求めた。Fig.10 より測定範囲において良い線形応答性が得られていることが確認出来る。Fig.10 から計算された感度は 0.125mV/mT であり、これまでの研究で実現された感度 0.105mV/mT と同等以上である事が確認出来た。これらの結果から、画素内の増幅回路の配置を最適化し、画素の微細化が実現出来たことが確認でき
た。

24mV

0mV
Fig.11 Reproduced image of magnetic field from amagnet placed on the bottom-right on magnetic
sensor.

5.結論

10画素構造を最適化し画素サイズを５０μｍ角から７μｍ角へ微小化したセンサを実現した。このセンサではこれまでの研究と同程度の感度を得られた。また２次元面内での磁束分布を測定することができることが明らかとなった。まだ固定パターンノイズの除去など課題は残っているが、細胞観測・運搬システム実現のための基礎技術として必要な分解能は十分に得られるセンサが実
現できた。

5

6.おわりに

20
Output Hall voltage[mV]

47mV

15

0
0

50
100
Magnetic flux density[mT]150

Fig.10 Relationship between strength of input
magnetic flux density and output HALL voltage.

4.4 ２次元面内での磁束分布の観測面内での磁束分布の測定できるかを調べるために、集積化磁気センサの右下へ 1mmφ、10mm 長のネオジ
ム棒磁石を配置し出力を測定した。棒磁石の先端は集積化磁気センサの表面から 1mm の距離に配置した。測定結果を Fig.11 に示す。集積化磁気センサの右下に磁石の中心があるため、ここでの出力信号が最も大きくなっている。棒磁石の直径が 1mm であり、磁気センサのセンシング領域が 450μｍ角であるため、磁石の約１／４が集積化磁気センサの上に存在していることが推定される。Fig.11 の測定結果を見てもほぼその様な出力画像となっているため、２次元面内の磁束分布を正しく測定できている事が確認できた。ただし、４．２節と同様に横方向に縞が確認できた。これは今後抑制すべき課題
である。

-5-

本報告では細胞観測・運搬システム実現のための基礎技術として必要である微細な集積化磁気センサを実現した。今後は細胞観測と運搬システムに必要な細胞
マニピュレ-ション技術の開発を行い、細胞観測・運搬システムの実現をめざす。

【参考文献】
1) T. Kimura, K. Takasaki, and T. Masuzawa:
Characteristics of a Two-dimensional Integrated
Magnetic Sensor for Position Sensing and Motor
Control, IEEJ Trans. Electrical and Electronic
Engineering, 1, 2, 188/193 (2006)
2) 木村, 横山, 増澤 :二次元集積化磁気センサのフレームレート向上に関する研究, 映情学誌，64, 3,
416/418 (2010)3) T. Kimura, K. Uno, W. Murofushi, and T.
Masuzawa: Investigation on the Characteristics ofMagnetic Sensor Sensitivity in High-frame-rate
Sensing, International Conference on ElectricalEngineering 2012, P-FS2-23, (2012)
4)
R. V. Gallagher and W. S. Corak: A
Metal-Oxide-Semiconductor (MOS) HALL Element,
Solid-State Electronics, 9, 571/580, (1966)

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下掛け式クロスフロー水車周りの流れ場の可視化計測-- 環境・震災対応型自然流体エネルギー利用機器の開発研究 --Visualization Measurement of Flow Field around an Undershot Type Cross-Flow Water Turbine
李艶栄，西泰行，稲垣照美
茨城大学工学部機械工学科，茨城県日立市中成沢町 4-12-1
Yanrong LI，Yasuyuki NISHI，Terumi INAGAKI
Ibaraki University，4-12-1 Nakanarusawa-cho，Hitachi-shi，Ibaraki

θ：周方向位置 °ρ：水の密度 kg/m3

1. 緒言
水力発電の主力である管路用水車による大規模
集中型発電は、ダム等の設備が必要であり、建設適地の減少も相まって、今後増設の見込みは少ない。
一方、河川や用水路等の低落差を利用した開水路用水車による小規模水力発電は、設置場所が多く、環境負荷が小さいため、有望視されている。
そこで著者らは、超低落差に適した開水路用水車の開発を目指し、ケーシング等を排除して大幅な簡素化を図ったクロスフロー水車を下掛け式水車として開水路へ適用した(1)。この下掛け式クロスフロ
ー水車の性能を明らかにするとともに、可視化実験と自由表面流れ解析を併用して本水車の複雑な流れ場を明らかにした(2)(3)。しかしながら、本水車のみならず、開水路用水車の自由表面を有する流れ場を詳細に計測した研究は、著者らの知る限りでは報告されていない。
そこで本研究では、下掛け式クロスフロー水車の自由表面を有する流れ場を詳細に解明することを目的として、PIV（粒子画像流速測定法）により水車周りの流れ場計測を行い、自由表面流れ解析結果と比較検討した。

添字
1、2：羽根車外径、羽根車内径3、4：上流、下流
r、u：半径方向成分、周方向成分

3. 実験装置および方法
本研究で用いた供試羽根車(1)の概略を図 1 に、その諸元を表 1 に示す。羽根車外径 D1 は 180mm、羽根車幅 b は 240mm、側壁との隙間 γ は 5mm、底との隙間 δ は 5mm である。その他の諸元は、代表的なクロスフロー水車の羽根車(4)を参考にして決定した。座標系は羽根車中心を原点とし、水平方向を X
軸、鉛直方向を Y 軸と定義した。また、周方向位置
θ は X 軸の負の方向を θ=0°とし、反時計方向を正とした。なお、流れの計測点は羽根車外周では径方向
外側に 0.5mm、羽根車内周では径方向内側に 5.5mm ずらした位置に設けている。
Y

γ

βb1

βb2

A

X
θ

2. 記号
A

g：重力加速度 m/s2
H：有効落差 m (= h3 + v32/2g - h4 - v42/2g)
h：水深 mn：回転速度 min-1
P：出力 W (= 2πnT/60)
T：トルク N・m
u：羽根車周速度 m/s
v：絶対速度 m/s
w：相対速度 m/s
α：絶対流れ角 °β：相対流れ角 °η：水車効率 P /ρgQH

γ

b

δ

Measuring Points

Section A-A

Fig.1 Test runners
実験装置の概略を図 2 に示す。本実験装置は開放型回流水槽であり、流量一定（Q = 0.003 m3/s）の条件下で実験を行った。流量 Q は電磁流量計により測定し、水車の負荷は負荷器によって変化させた。
水車の出力 P は、回転速度 n およびトルク T をそれ
ぞれ電磁ピックアップおよびトルク検出器により測定し求めた。上流水深 h3 および下流水深 h4 は、
羽根車中心からそれぞれ上流および下流に 2D1 離れた位置において、水路幅（B = 0.25 m）の中央およ-6-茨城大学重点研究プロジェクト「人の暮らしを豊かにするライフサポート科学の創成」
ライフサポート科学教育研究センターび壁面近傍を水位計により測定し求めた。
Tab.1 Specifications of runner
Outer Diameter：D 1
Inner Diameter：D 2
Inlet Angle：β b 1
Outlet Angle：β b 2
Runner Width：bSide Clearance：γ
Bottom Clearance：δ
Number of Blade：Z

180mm
120mm
30°
90°
240mm
5mm
5mm
24
Load machine Measuring location

Torque meter
Tachometer

Z

250

Flow

X

Measuring location
Laser seat generator
360

High speed camera

Test runner

360
Y

Flow

X
h3

4. 数値解析方法
数値解析には、汎用熱流体解析コード ANSYS
CFX13.0 を使用し、自由表面流れの三次元非定常解析を行った。作動流体は水および空気であり、混相流モデルはオイラー・オイラーモデルの均一モデルを使用した。基礎方程式は質量保存方程式、運動量保存方程式および体積分率輸送方程式である。乱流モデルには標準 k-ε モデルを用いた。
計算領域を図 3 に示す。計算領域は羽根車とその外部領域から構成されている。計算格子数は計算負荷を抑えるため、それぞれ約 46.2 万、42 万要素としており、総格子数は約 88.2 万要素である。境界条
件として、入口境界に質量流量、出口境界に自由流
出（空気相の相対圧力 0Pa）、羽根車領域に回転速度を与えた。また、計算領域上面は自由に空気が出入りできるように大気開放とし、その他の壁面は
non-slip 条件とした。
回転領域と静止領域の境界は、Transient Rotor-Stator の手法により接合した。初期条件として、流速は実験値の上流流速 v3(=Q/Bh3)を使用し、水の体積分率 VFih はステップ関数を用いて次式のように定義した。

h4

VFih = step(h-y)

MirrorFlow meter

Pump

Fig.2 Experimental apparatus(1)

ここで、y は計算領域の高さ方向の座標であり、水深 h には実験値の上流水深 h3 を用いた。タイムス
テップは 180 ステップで羽根車が 1 回転となるように設定し、トルクの変動がほぼ一定になるまで計算を実施した。

5. 実験および解析結果と考察

Fig.3 Computational domain
本水車の流れ場の可視化には、光源として連続発振 の半導 体励起固 体レー ザー （ 出力 3W、波長532nm）を用い、シート状にして-Z 軸方向から照射
した光を鏡に反射させ、羽根車幅中央断面に照射した。トレーサ粒子として粒径約 100μm、比重 1.02のナイロン 12 を用いた。画像取得には 640×480 ピ
クセルの高速度カメラを用い、本水車の流れ場を 3つの領域に分け、撮影速度 500fps で撮影した。この可視化画像を基に、PIV 解析ソフトウェア FlowExpert Ver. 1.1.2.0（カトウ光研製）を用いて直接相互相関法により本水車の流れ場の 2 次元 PIV 解析を行った。

実験値と計算値の水車性能の比較を図 4 に示す。
トルク T をみると、実験値、計算値ともに回転速度n の増加に伴い減少している。しかし、計算値の T
は実験値に対し全回転速度域において高い値を示している。これに伴い、出力 P も実験値に対し計算値が高くなっている。実験値と計算値の差異は、混相流モデルなどの影響もあると思われるが、主に実験において機械摩擦損失によるトルク減少分を考慮していないためであり、実際に、羽根車を取り付けていない状態の空転トルクを手回しで簡易的に測定した結果、その値は計算値と実験値のトルク差におよそ一致した。
以上より、本水車の性能については、本解析によりある程度捉えられていると考えられる。
本研究で用いた下掛け式クロスフロー水車は、回転速度の変化とともに水と空気の界面が変化し、羽根車の入口および出口領域が大きく変化する(3)。一-7-

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ライフサポート科学教育研究センター
0.4

般的にクロスフロー羽根車の内部流れは二次元的であることから、ここでは羽根車幅中央断面内の流れ場に着目し、以下に検討する。
T (Exp.)T (Cal.)T [N・m], P [W]

0.25

Exp.

2nd stage outlet

0.1
0.0
-0.1

-0.2

P (Exp.)-0.3

P (Cal.)

0.20

Cal.

Boundary line (Cal.)0.2

vr1 [m/s]

0.30

0.3

-0.4

1st stage inlet

-0.5

0.15

15

30

45

60

75

90

105

120

0.10

150

(a) n = 6 min-1

0.05
0.4

0.00
0

5

10

15

20

25

30

0.3

35

n [min-1]

β

v
④

α w
u

w

v

①1st stage inlet

③

β

u

β

②1st stage outletv

vr1 [m/s]

-0.1

-0.3
-0.4

1st stage inlet

2nd stage outlet

-0.5
15

30

45

60

75

90

105

120

135

150

θ [°]

(b) n = 22 min-1
0.4

0.3

Cal.

Boundary line (Cal.)

Exp.

0.2
0.1
0.0

-0.1
-0.2

③2nd stage inlet

α

0.0

-0.2

vr1 [m/s]

α

u

②

Exp.

0.1

実験と数値解析により求めた各回転速度の羽根
車外周における絶対速度の半径方向成分 vr1 および
周方向成分 vu1 の時間平均値を図 6(a)～(c)、図 7(a)～(c)に示す。ここで、図 5 の本水車の速度三角形に示すように、vr は半径方向内向きを正とし、絶対流
れ角 α および相対流れ角 β は、羽根車回転方向（反時計方向）を正として定義している。実験値の vr1
および vu1 は目視で確認した常に水の領域のみの値
を、計算値の vr1 および vu1 は体積分率から同定した
水の領域のみの値を表示している。なお、実験装置の都合により羽根車外周の θ＝75～105°付近は計測できていない。
v
α w

Cal.

Boundary line (Cal.)

0.2

Fig.4 Torque and power

①

135

θ [°]

-0.3

β

u

-0.4

w

1st stage inlet

2nd stage outlet

-0.5
15

④2nd stage outlet

30

45

60

75

90

105

120

135

150

θ [°]

Fig.5 Velocity triangles
図 6(a)～(c)より、vr1 の計算値はいずれの回転速度においても θ の増加に伴い増加し、最大値をとった後減少し、θ=90°付近で正から負に転じる。羽根車外周において vr1 が正の領域は第一段入口領域、負の領域は第二段出口領域である。第一段入口領域
では、いずれの回転速度においても vr1 の実験値と計算値の分布形状は、計測している範囲内ではほぼ一致している。第二段出口領域では、vr1 の計算値は
θ の増加に伴い減少する傾向は実験値と一致しているものの、実験値に比べやや大きい。

-8-(c) n = 29 min-1
Fig.6 Radial component of absolute velocity at outercircumference
図 7(a)～(c)より、vu1 の計算値はいずれの回転速度においても θ の増加に伴い増加し、θ = 84～87°付近で最大値をとった後減少し、負に転じる。第一段入口領域では、いずれの回転速度においても vu1の実験値と計算値の分布形状は、vr1 と同様にほぼ一致している。第二段出口領域では、vu1 の計算値は θの増加に伴い減少する傾向は一致しているものの、実験値に比べてやや小さい。第二段出口領域は後述の図 9(b)に示すように底部漏れ流れを含む反転流れ茨城大学重点研究プロジェクト「人の暮らしを豊かにするライフサポート科学の創成」
ライフサポート科学教育研究センター

0.6

0.5

Boundary line (Cal.)

かったため、計測点近傍の速度ベクトルから補間処理した値を用いている。これらが第二段出口領域の
vr1 および vu1 の実験値と計算値に差異を生じさせた要因と考えられる。

Cal.
Exp.

0.4
0.3

vu1 [m/s]

0.2
0.1
0.0
-0.1
-0.2
-0.3
-0.4

2nd
stage
outlet

1st stage inlet

-0.5
-0.6
15

30

45

60

75

90

105

120

135

150

θ [°]

(a) n = 6 min-1
0.6

0.5

Boundary line (Cal.)

Cal.
Exp.

0.4

実験と数値解析により求めた回転速度 n=22min-1の羽根車内周における絶対速度の半径方向成分 vr2
および周方向成分 vu2 の時間平均値を図 8(a)、(b)に示す。vr2 の実験値および計算値は θ の増加に伴い増加するが、最大値をとった後減少し、負に転じる。
羽根車内周において、vr2 が正の領域は第一段出口領
域、負の領域は第二段入口領域であり、実験値と計算値でその境界線に差異が生じている。また、第一段出口の低 θ 領域では、vr2 の実験値と計算値の差異がやや大きいものの、それ以外では vr2 および vu2の分布形状は比較的良好に一致している。

0.3

0.3

vu1 [m/s]

0.2

Cal.

Boundary line (Exp.)

0.1

Exp.

0.2

0.0

2nd stage
inlet

-0.1
0.1

vr2 [m/s]

-0.2
-0.3
-0.4

1st stage inlet

2nd stage outlet

-0.5

0.0
-0.1

-0.6
15

30

45

60

75

90

105

120

135

Boundary line (Cal.)

150

θ [°]

-0.2

1st stage outlet(b) n = 22 min-1

-0.3

15
0.6

0.5

Boundary line (Cal.)

30

45

60

90

105

120

135

150

θ [°]

Cal.
Exp.

0.4

75

(a) Radial component

0.3

0.4

vu1 [m/s]

0.2

Cal.

Boundary line (Exp.)

0.1

Exp.

0.3

0.0
-0.1

0.2

vu2 [m/s]

-0.2
-0.3
-0.4

1st stage inlet-0.5

2nd stage outlet

0.1

Boundary line
(Cal.)

0.0

-0.6
15

30

45

60

75

90

105

120

135

150

θ [°]

-0.1

1st stage outlet(c) n = 29 min-1
Fig.7 Tangential component of absolute velocity atouter circumferenceと貫流流れが合流する領域であり、水深も浅い。加
えて、第二段出口領域近傍の水深は周期的に大きく変化している。このような複雑非定常流れ場である
ため、本解析では十分に捉えられていない可能性がある。一方、PIV 解析に際しては、回転する羽根の影響を避けるため、羽根間領域にマスク処理を行っている。そのため、マスク処理した領域の直後である第二段出口領域の計測点では直接計測ができな

2nd stage
inlet

-0.2

15

30

45

60

75

90

105

120

135

150

θ [°]

(b) Tangential component
Fig.8 Absolute velocity at inner circumference(n=22min-1)
回転速度 n=22min-1 における羽根車周りの絶対速度ベクトルの実験結果と計算結果を図 9(a)、(b)に示す。ただし、実験装置の都合により水路底部付近は可視化できていない。第一段出口の低 θ 領域において、流れが巻き上がって後方の羽根間に逆流する様子が実験と計算で捉えられており、この複雑な流れ-9-茨城大学重点研究プロジェクト「人の暮らしを豊かにするライフサポート科学の創成」
ライフサポート科学教育研究センター

現象や自由表面による光の散乱が前述の vr2 の実験
値と計算値に差異を生じさせた要因と思われる。また、第二段出口の高 θ 領域において、流れが主流方
向へ急転向している様子が実験と計算で捉えられていることがわかる。

【参考文献】
1) 西泰行，稲垣照美，近江谷亮太，立川力，小寺正雄，福富純一郎：開水路に設置したクロスフロー水車に関する研究，ターボ機械，39-8，467/474(2011)2) 西泰行，稲垣照美，近江谷亮太，福富純一郎：下掛け式クロスフロー水車の内部流れに関する研究，ターボ機械，41-1，51/57(2013)3) 西泰行，稲垣照美，近江谷亮太，福富純一郎：下掛け式クロスフロー水車の性能と内部流れに関する研究 ， 日 本 機 械 学 会 論 文 集 B 編 ， 79-800 ，
521/532(2013)4) 福富純一郎：マイクロ水力発電用クロスフロー水車の 特性 と内 部 流れ ，ターボ機 械 ，28-3 ，156/163(2000)(a) Experiment(b) Calculation
Fig.9 Absolute velocity vector (n=22min-1)

6. まとめ
下掛け式クロスフロー水車周りの流れ場を PIV
計測と自由表面流れ解析により調査し比較検討した。その結果、両者は第二段出口領域や第一段出口の低 θ 領域において多少差異があるものの、定性的には良好に一致していることが確認された。ただし、本報告では羽根間流れの計測ができておらず、また、
計測結果には光の散乱などの影響があると考えられ、より高精度かつ詳細な PIV 計測が今後の課題で
ある。

-10-

関連発表資料等

電気学会 第３０回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウムにて２０１３年１１月５日に発表

２次元集積化磁気センサにおける画素微細化のための構造最適化に関する検討
木村 孝之， 宇野 一弥， 増澤 徹
茨城大学
QOL(Quality of Life)向上を目指して人工心臓の開発が行われている。人工心臓では耐久性向上を目指し，磁気浮上型モータを適用することが検討されている。このような磁気浮上系は負のバネ定数を持つためフィードバック制御が不可欠であり，浮上インペラの位置を計測するために集積化 2 次元磁気センサシステムが考案されている(1-3)。このセンサシステムでは n 形 MOSFET の反転層の電子にホール効果を起こし磁束の測定を行う(4)。これまでの研究で 64×64 画素を持つ 2 次元磁気センサにおいて 3000rpm 程度で回転するモータの制御への可能性(2)が示されたが，制御の対象となるモータ軸の振動の振幅は 0.1mm 以下であるため，さらなる磁気センサの微細化が必要であった。本研究では磁気浮上型モータの制御に必要な分解能を実現するために，ホールセンサの微細化とアンプ回路の配置の最適化によりセンサの峡ピッチ化を行った。
ホールセンサの出力はその出力電圧範囲の都合で p 形 MOSFET によるソースフォロア回路により増幅される。ホールセンサには p 形よりも高い感度が得られる n 形 MOSFET を使用しているため１個のセンサ（以下画素と表現する）内でウェルによる分離が必要になり，これが画素サイズを小さく出来ない原因であった。本研究では図 1 の様に 4 つの画素の p 形 MOSFET の位置を近づけることにより最小面積でウェルを確保し，さらにホールセンサを 2.7×2.7m2 にすることで 7×7m2 の画素サイズを実現した。試作されたセンサの写真を図 2 に，仕様を表 1 に示す。
図 3 に測定された感度特性を示す。各点は 64×64 画素の平均値である。図 3 から印加磁場が10mT 以上では良好な直線性が得られていることがわかる。感度は 0.0936 mV/mT であった。これまでの研究では 6.6×6.6m2 の画素での感度が 0.104 mV/mT であったため，画素構造の変更による大きな感度低下は無いことがわかる。図 4 にセンサアレイの右下端に 1mm，長さ 10mm の棒磁石を近づけた場合の磁束分布を示す。チャネル間の増幅利得のばらつきによる固定パターンノイズが見られるが，磁石からの磁束を空間的に測定できていることが確認できる。
以上の結果から，画素構造を最適化し画素サイズを微小化したセンサによってこれまでの研究と同程度の感度を得られ，磁束分布を測定することができることが明らかとなった。まだ固定パターンノイズの除去など課題は残っているが，磁気浮上モータの制御に必要な分解能は十分に得られるセンサが実現できた。

-11-参考文献(1) T. Kimura, K. Takasaki, and T. Masuzawa: “Characteristics of a Two-dimensional
Integrated Magnetic Sensor for Position Sensing and Motor Control”, IEEJ Trans.
Electrical and Electronic Engineering, Vol. 1, 2, pp. 188-193 (2006).
(2) 木村, 横山, 増澤 :”二次元集積化磁気センサのフレームレート向上に関する研究”, 映情学誌，Vol. 64, 3, pp. 416-418 (2010).
(3) T. Kimura, K. Uno, W. Murofushi, and T. Masuzawa: “Investigation on the
Characteristics of Magnetic Sensor Sensitivity in High-frame-rate Sensing”,
International Conference on Electrical Engineering 2012, P-FS2-23, (2012)(4) R. V. Gallagher and W. S. Corak: “A Metal-Oxide-Semiconductor (MOS) HALL Element”,
Solid-State Electronics, vol. 9, pp. 571-580, (1966)

図１ 画素のレイアウト
表１ 試作された磁気センサの仕様
製造プロセス
0.18m 1P5M CMOS
448x448m2

画素サイズ

7x7m2

ホールエレメントサイズ

2.7x2.7m2

画素アレイサイズ

64pixels×64pixels

動作電圧

1.8V

Output Hall voltage[mV]

アクティブエリア

図２ 試作された磁気センサチップ写真

30mV

15mV
10

0mV

5

図４ 磁束測定画像
謝辞
本研究は東京大学大規模集積システム設計教育研究センターを通し，日本ケーデンス(株)，シノプシス(株)，メンター(株)，ローム(株)および凸版印刷(株)の協力で行われたものである。また，本研究は JSPS 科研費 25420317 と JST 復興促進プログラム(A-STEP)の助成を受けたものである。

0
0

50
100
Magnetic flux density[mT]
図３ 試作された磁気センサの感度特性

150

-12-

平成 25 年度卒業研究審査会予稿【2014 年 2 月 14 日(金)】集積化磁気センサによる微小磁場の測定に関する研究
10T3072Y

森 章弘（指導教員：木村孝之）

要 旨
測定可能な微小磁場を調べるために集積化磁気センサに微小磁場を印加し出力電圧の測定を行った。その
結果出力電圧の標準偏差が大きいため、出力ノイズの 1 つとして温度による出力電圧の変化を測定した。そして、温度上昇と出力電圧の変化には相関があり、温度変化が測定に影響する可能性があることが分かった。
1. はじめに
磁気センサは磁束密度を測定するためのセンサであり、これを利用することによって、非接触で測定物の位置検出を行うことができる。これまで
MOSFET の反転層を用いた磁気センサを二次元的に配列した集積化磁気センサを用いてモータの制御を行う研究がすすめられている。これまでの研究によって作製された集積化磁気センサは 5mT より小さな磁場を印加したときの測定は行われていない。
そこで、どこまで微小な磁場が測定できるかを調べるために 5mT より小さな磁場を含めて磁場を印加したときの磁気センサの出力の測定を行った。さらに出力ノイズの調査を行った。

図 2．磁場-平均出力電圧特性

行ドライバ

2. 磁気センサの概要測定を行った集積化磁気センサチップの写真を図 1 に示す。
チップの仕様は以下の通りである。
増幅・プロセス:
回路
ローム社0.18μm
標準 CMOS プロセス
列ドライバ
・チップサイズ:2.5mm 角・センシングエリアサイズ:センサ
640μm×320μm
・画素サイズ:20μm 角
アレイ
640μm
また、チップ上に差動増幅回路(32×16)が集積化されており、ホール素子からの出力電圧は 10 倍に増320μm
幅して出力される。
図 1．磁気センサチップ
3. 集積化磁気センサの出力測定
5mT より小さな磁場を含めて 0~10mT の範囲で磁場を印加したときの集積化磁気センサの平均出力電圧の測定を行った。出力電圧は図 2 のように 2mT まで線形的に変化していることが分かったが、標準偏差が大きく、それぞれの磁場の判別はできなかった。
4. 出力するセンサ素子を固定したときのオフセッ
ト電圧の測定出力電圧の標準偏差が大きいのでノイズを調べるために集積化磁気センサの中の 1 つのセンサについて磁場を印加しない状態でのオフセット電圧を 127
回連続での測定を 100 回行った。測定ごとの変化をみるために 127 回測定した値の平均値の 100 回分を
図 3 に示す。図 3 から測定毎に約 1mV の範囲でばらついていることが分かった。また、127 回連続で測定したオフセット電圧について長い周期の変化をみるために 50 回の移動平均を計算した結果を図 4に示す。多くの測定回では図 4 のように移動平均の値はほぼ一定であった。よって、オフセット電圧は測定を行うごとに変化していることが分かった。
100 回の測定を行った際には測定を行うごとに時間が空いていたので、その時に温度が変化し、オフセ
ット電圧も変化している可能性がある。そこで温度変化による出力電圧の影響を調べるためにチップを加熱したときのオフセット電圧の変化と、ホール素図 3．オフセット電圧

図 4．移動平均を計算したオフセット電圧

図 5．加熱時のオフセット電圧
子のバイアス電圧を変化させ磁場を印加したときの出力電圧の変化を測定した。そしてそれぞれの場合のホール素子に流れる電流のシミュレーションを行った。加熱したときのオフセット電圧の変化を図 5に示す。温度を変化させたときと、バイアス電圧を変化させたときの電流あたりの電圧の変化量がほぼ一致したため、温度上昇と出力電圧の変化には相関があることが分かった。よって、温度変化によって出力電圧が変化し、標準偏差が大きくなる可能性があると考えられる。
5. まとめ微小磁場での測定とノイズの調査を行った。微小磁場を印加したとき 2mT まで線形的に変化していることが分かったがそれぞれの磁場の判別はできな
かった。そこで、出力ノイズの 1 つとして温度による出力電圧の変化を測定した。その結果、温度上昇と出力電圧の変化には相関があることが分かった。
よって、温度変化によって出力電圧が変化し、標準偏差が大きくなる可能性があると考えられる。

-13-磁気励振による細胞機能制御システムの研究開発
A control system of cell functions by magnetic excitation
12NM423F 服部 圭介

指導教員：増澤 徹 教授

1. 緒言
近年，新たな治療法として再生医療が注目され，研究や臨床試験が盛んに行われている．再生医療を一般的な治療法としてPower Amplifier

確立するには細胞培養にかかる時間の短縮，分化や遺伝子導入，D/A Converter

機能発現等の細胞機能制御方法の開発が必要不可欠である．そDigital Controller

Coilの中で機械的な刺激が細胞機能を活性化する上で重要であることが指摘されている．我々は機械刺激の中でも超微小振動（ナノ振動）刺激に着目し研究を進めている．先行研究において，
5 ~ 15mm

振動周波数が数百から数 kHz，振動振幅がナノメートルオーダのナノ振動を培養細胞に付加した場合,細胞機能活性化に影響をMagnetic
bead

与えることを実証した．しかし，ナノ振動刺激による細胞機能活性の詳細な機序は不明である．本研究ではナノ振動刺激によFig.1 Cell vibration device

る細胞機能活性の機序解明のために，磁気ビーズを用いた細胞に直接振動刺激を付加する細胞振動刺激装置と，そのナノ振動

CCD
cameraを検出するナノ振動検出光学系の開発を行ったので報告する．
Photo Lens
diode

2. 方法

Imaginglens
Beamsplitter

2-1．細胞振動印加装置
Fig.1 に細胞振動印加装置を示す．C コア形状の鉄心に 400 巻
きのコイルを巻き，電磁石を形成する．抗体抗原反応によって粒径 8 μm の磁気ビーズ（micromer-M）を細胞に結合し，本電磁石で発生した交番磁界により振動させ，細胞を直接刺激する構造とした．デジタルコントローラーによって電磁石に印加する
交流電流の振幅と周波数を変化させることにより，磁気ビーズの振動周波数および振動振幅を変化させることができる．本装

Laser
oscillator
ObjectlensLightsource

Stage

Fig.2

Nano-vibration detector

2-3 磁気ビーズの振動周波数及び，振動振幅の測定

置は，有限要素法解析ソフト ANSYS を用いた磁場解析シミュ開発した細胞振動印加装置にて，磁気ビーズを振動させ，そレーションを基に設計し，電磁石は細胞に接着した磁気ビーズの振動周波数と振動振幅を測定し振動付加能力の評価を行った．

を振動させるのに十分な磁気吸引力を発生させるため，磁束を細胞振動印加装置の間隙部にスライドガラスを置き，その上に集中させる C コア型とした．間隙長は最短で 5 mm，最長で 15

磁気ビーズと純水を散布し，その挙動を振動検出装置に取り付

mm まで変化可能である．

けた高速度ビデオカメラにより撮影した．交番磁界発生装置の2-2．ナノ振動検出装置

励磁周波数は10 Hz ～ 100 Hz、励磁電流は0.25 A とした．高速

Fig.2 に製作したナノ振動検出装置を示す．本装置は CCD カ

度ビデオカメラの撮影速度は250 fpsに設定し，撮影画像を画像

メラ，ビームスプリッター，Nd : YVO4 グリーンレーザ（λ = 523

処理ソフトウェアImage J により処理し，磁性ビーズの振動振幅nm），対物レンズ，結像レンズ，フォトダイオードセンサからと振動周波数を求めた．

構成される．レーザ光を対物レンズを通して磁気ビーズに照射

2-4 磁気ビーズに作用する磁気吸引力の測定

する．磁気ビーズに照射されたレーザ光は磁気ビーズの振動運製作した細胞振動刺激装置が細胞に対して与える刺激強度を動に伴う位置変化に対応して反射光が変化する．反射光の光量推定するために，C コア型電磁石が磁気ビーズに対して発生すの変化をフォトダイオードセンサ及び CCD カメラで計測する

る磁気吸引力の測定を行った．実験装置は細胞振動刺激装置，

ことにより，磁気ビーズの振動を検出し，振動周波数及び振動

高速度ビデオカメラから構成さている．プレパラート上の純水

振幅を測定する．CCD カメラでは観察及び低周波数域の振動の(粘度: η = 1.008 mPa･s)中に磁気ビーズを散布し，プレパラート

検出を行い，フォトダイオードセンサでは高周波の振動を高精を C コア間隙中に設置した．磁気吸引力を作用させた磁気ビー度に検出可能である．

ズの位置変化を高速度カメラで撮影し，画像解析ソフト（Image-14-J）を用いて撮影した画像から 1 秒ごとの位置を測定し，移動距測定可能である．3-1 で示した振動振幅の結果から十分な測定範離を算出した．その後，磁気ビーズの移動速度を基に，以下に囲であることを確認した．

示すストークスの式から磁気吸引力を推定した．
F  6rv ……………(１)3-4 細胞実験Fig.6 に細胞実験の際の観察画像を示す．磁気ビーズと細胞のη: 液体の粘度, r : 磁気ビーズ半径, v : 磁気ビーズの移動速度

接着を確認し，交番磁界を付加することで磁気ビーズの振動をC コア電磁石先端から 0.5 μm から 2.5 μm の位置の磁気ビーズの確認した．また，磁気ビーズが振動することで細胞を振動させ磁気吸引力を測定し，各位置においてコイル励磁電流を 0 ~ 2.0

ることが可能だった．

ナノ振動検出装置によって磁気ビーズの位置変化の測定を行えるかどうか評価を行った．検出レーザをビーズに対物レンズ
を通して照射し，ビーズ表面で反射させる．反射したレーザ光をフォトダイオードセンサで測定する．実験には直径 10 μm シ
リカ製のビーズを用い，ビーズを設置したステージの変位はビーズ頂点から右に移動する方向を正として，±6 μm 変化させた．

1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0

Magnetic attractive force [pN]

2-5 フォトセンサによる反射光の検出

Maximum amplitude [μm]A まで変化させた．

2-5 細胞実験

7

濁液を調整した．調整した細胞懸濁液に 200 μm に 2 μm の磁気ビーズを添加した．磁気ビーズ添加後の細胞懸濁液を 37 度で150 分培養後，細胞振動印加装置に設置し，交番磁界を付加した．
励磁電流は 1A，励磁周波数は 10 Hz とした．
3．結果及び考察3-1 磁気ビーズの振動周波数及び，振動振幅の測定
Fig3 に励磁周波数に対する測定した最大振動振幅を示す．励

Output voltage [mV]

能かどうか評価を行った．磁気ビーズに PE-CD73 抗体を修飾した．ウシ胎児血清と培地を含むリン酸緩衝生理食塩水で細胞懸20 40 60 80 100
Frequency [Hz]Fig.3 Amplitude of bead

製作した細胞振動印加装置を用いて細胞に振動刺激が付加可

0.5 mm
1.5 mm
2.5 mm

35
30
25
20
15
10
5
0

0

レーザの出力は 50 mW とした．

40

0

1
Exciting current [A]2

Fig.4 Magnetic attractive force

n=1

n=2

n=3

6
5
4
-7

-5

-3
-1
1
3
Displacement of bead [μm]Fig.5

Output voltage of photodiode(a) x10(b) x4057

磁は 100 Hz まで行ったが，高速度ビデオカメラの画像分解能の限界で 80 Hz 以上の振動波形を測定することはできなかった．
しかし，振動している様子は 100 Hz までの周波数で確認できた．
励磁周波数 20 Hz において最大振動振幅は 1.6 μm であった．励
磁周波数が高くなるに従って，振動振幅は減少していく傾向が観察された．
3-2 磁気ビーズに作用する磁気吸引力の測定
Fig.4 に励磁電流に対する磁気吸引力の測定結果を示す．励磁
電流と吸引力は比例関係であり，C コア先端のから離れるに従って磁気吸引力は減少した．磁気吸引力は電流に比例し，間隙Fig.6

Micrograph of cells and beads

4．結言

長の 2 乗に反比例する．磁気ビーズに働く磁気吸引力にも同様

磁気ビーズを用いて細胞に直接ナノ振動刺激を付加しする細の関係が適用される．また，本装置では 0.45 ~ 38 pN の範囲で吸胞振動印加装置と，その振動を検出するナノ振動検出装置を考引力が発生可能であることが確認できた．

案・開発した．細胞振動印加装置は磁気ビーズを 100 Hz まで振3-3 フォトセンサによる反射光の検出

動させることに成功し，最大で 37 pN の振動刺激を付加可能で

Fig.5 に磁気ビーズの反射光の測定結果を示す．ビーズの位置あることを確認した．ナノ振動検出装置はビーズの振動振幅を変化に対応してフォトダイオードセンサの出力が変化すること±3 μm の範囲で測定可能であった．細胞実験において，細胞にを確認した．これは原理通りに，ビーズの位置変化に対応して

磁気ビーズを用いて振動刺激を付加することに成功した．今後

ビーズ表面におけるレーザの反射面角度が変化し，受光面におは￥，細胞に付加する刺激強度や周波数，培養時間などを変化

けるビーズの反射光の位置が変化するためだと考えれる．本結させ，振動刺激に対する細胞機能活性の評価を行う必要がある．

果から製作した検出装置はビーズの振動振幅を±3 μm の範囲で-15-

Study on Internal Flow of an Undershot Cross-Flow Water Turbine
下掛け式クロスフロー水車の内部流れに関する研究
09T1097G NURATIQAH BINTI ZAILAN Supervisor : Prof. Terumi Inagaki
1. Introduction
In previous research, authors have been focusing on small scalehydropower, by applying greatly simplified cross-flow water
turbine to be used as an undershot water turbine at an open
channel. Although the effectiveness of this undershot type water
turbine has been proved experimentally, internal flow of the water
turbine is very complex due to free surface.
Therefore in this study, combination of PIV (Particle Image
Velocimetry) measurement and CFD (Computational Fluid
Dynamics) analysis are used to investigate the internal flow with afree surface of undershot cross-flow water turbine.

measurement where idle torque was measured with a simple way
in a state without runner by hand-cranked, the values wereroughly consistent with the torque difference of calculated andexperimental values.
3-2 Comparison of the flow at outer and inner circumferenceTime averaged value of volume fraction at rotational speed n =22min-1 of water in runner outer and inner circumference, VF1,VF2 are shown in Fig. 3 (VF = 1 is water, VF = 0 is air and VF =0.5 is the interface of water and air). From Fig. 3, area of water inrunner outer circumference can be determined as θ = 21~129°. In
other words, the flow is into or out of the runner in this area. On
the other hand, area of water in the runner inner circumference
can be determined as θ = 45~132°.
Time averaged value of radial component, vr1, vr2 of absolute
velocity at rotational speed n = 22min-1 in runner outer and inner
circumference determined by CFD and PIV are shown in Fig. 4.
From Fig. 4(a), vr1 at positive is the first stage inlet region and vr1
at negative is the second stage outlet region while from Fig. 4(b),vr2 at positive is the first stage outlet region while vr2 at negative isthe second stage inlet region. From the results, it is understoodthat the analytical and experimental values of both vr1 and vr2 areconsistent in both region.

2. Experimental and numerical analysis method
A test runner schematic is shown in Fig. 1. PIV measurement
and performance test was carried out under constant flow rate (Q= 0.003m3/s). Diode-pumped solid-state laser sheet was used as alight source while the internal flow was visualized using a highspeed camera (800 × 600pixel, 200fps or 500fps). Based on thevisualization, two-dimensional PIV was done using Flow Expert
Ver.1.1.2.0 with direct cross-correlation method. Power, P wasdetermined by measuring torque, T and rotational speed, n using
respectively torque detector and electromagnetic pickup.
A three-dimensional unsteady flow analysis of this water
turbine was done using general-purpose thermal fluid analysis
code ANSYS CFX14.0. To analyze the flow field, a uniform
Euler-Euler model was used for multiphase flow models. In
turbulence model standard k-ε model was used.
A b

T (Cal.)P (Cal.)

0.20

0.10

0.6
0.4
0.2
0.0

0.00
0

X

VF2

0.8

0.15

0.05

βb2

VF1

1.0

P (Exp.)

VF1, VF2

βb1

γ

1.2

T (Exp.)

0.25

T [N・m], P [W]

Y

γ

0.30

5

10

15

20

25

30

0

35

15

30

45

60

75

θ

Fig.3 Volume fraction (n=22, Cal.)

Fig.2 Performance curves
0.4

A

δ

90 105 120 135 150 165 180θ [°]n [min-1]

0.3

Cal.

0.3

Exp.

Cal.
Exp.

0.2

0.2

Measuring Points

0.1

0.1
0.0

3. Experiment and analysis results and discussion
3-1 Comparison of water turbine performance
Comparison of CFD and experimental values of water turbine
performance are shown in Fig.2. Torque, T, decreased with theincrease in rotational speed, n in both experimental and calculated
value. However, T of calculated values shows a higher value thanexperimental in all rotational speed range. In accordance with this,power, P of calculated values is also higher than experimental
values. Difference in results between CFD calculated values andexperimental values was thought to be affected by means such as
multi-phase flow model but it is principally because of the torquedecrease which was due to mechanical friction loss in thisexperiment that does not take into account. In fact, results of the

0.0

vr2 [m/s]

vr1 [m/s]

Fig.1 Test runner

-0.1
-0.2
-0.3

-0.4

-0.1
-0.2
-0.3

-0.5
-0.4

-0.6
-0.7

-0.5

15

30

45

60

75

90

105

120

θ [°]

(a) Outer circumference

135

30

45

60

75

90

105

120

135

θ [°]

(b) Inner circumference

Fig.4 Radial component of absolute velocity (n = 22min-1)
4. Conclusion
1. Although there are some differences in numerical analysis
results with experimental values, water turbine performance
have been well captured.
2. Results of CFD and PIV of the flow at runner outer and inner
circumference match well.

-16-

150

2.プロジェクト業績

活動実績
2013/5/29

重点研究中間報告

2013/8茨城大学工学部附属ライフサポート科学教育研究センター小平記念ホールパネル作成

2013/10/1

茨城大学重点研究「人の暮らしを豊かにするライフサポート科学の創成」シンポジウム
茨城大学工学部附属ライフサポート科学教育研究センター講演会
第 20 回茨城ライフサポートコンソーシアム（ILiS）講演会
HMS ライフサポート講演会「世界の人工心臓研究最前線」
Daniel Timms 博士「BiVACOR Technical Update」
Shaun Gregory 博士「ICETLab Research Update」（参加人数 41 名）

2013/10/7-11

バイオジャパン 2013（パシフィコ横浜展示ホール）で研究成果発表

2013/11/14

三領域代表

2013/12/11

茨城大学重点研究「人の暮らしを豊かにするライフサポート科学の創成」シンポジウム

幹事会

茨城大学工学部附属ライフサポート科学教育研究センター講演会
第 21 回茨城ライフサポートコンソーシアム（ILiS）講演会
HMS ライフサポート講演会「人支援ロボットの開発とその技術展開」
福島大学 人間支援システム専攻 高橋隆行教授（参加人数 54 名）
2013/12/11

三領域代表

幹事会

平成 25 年度重点研究（ライフサポート）サブプロジェクト研究奨励として以下の２プロジェクトを採択
１．
「集積化磁気センサを利用した細胞観測・運搬システム実現のための基礎技術確立に関する研究」
代表：木村孝之
２．「下掛け式クロスフロー水車周りの流れ場の可視化計測」
代表：李艶栄-17-

ライフサポート科学教育研究センター講演会
第20回茨城ライフサポートコンソーシアム（ILiS）講演会
HMSライフサポート講演会		

参加自由！ 学生諸君は生の技術英語を聞くチャンスです		  	
   「世界の人工心臓研究最前線」	
BiVACOR	  Technical	
  Update	  Daniel	
  L	
  Timms	
  Ph.D.,	
  Chief	
  Technology	
  Oﬃcer,	
  BiVACOR	
  Inc.,	
  USA	  ICETLab	
  Research	
  Update：	
  Shaun	  Gregory	  Ph.D.,	
  Technical	
  Director,	
  ICETLab,	
  Australia	  	  日時：１０／１（火） １６時〜１７時３０分	
場所：茨城大学工学部 E5棟8階イノベーションルーム	

茨城大学工学部増澤研究室と共同研究を実施している米国
BiVACOR社のDaniel	
  L	
  Timms氏，豪国ICETLabのShaun	  Gregory氏にそれぞれの施設の研究開発状況に発表してもらいます．	
  BiVACOR社からは米国で開発中の全置換型人工心臓について，
ICETLabからは豪国で進む循環補助システムについての最新の研究内容の報告を予定しております．	
  新進気鋭の若手研究者の発表かつ参加自由ですので，気軽に参加してください．（増澤による同時通訳付きです．）	

Daniel	
  L	
  Timms	
  Ph.D.	
  	
   -18-	
  	
  	
  	
  	
  	
  Shaun	
  Gregory	  Ph.D.	
  9/30/2013

Replacing the Heart
Heart Rate

Heart Rate

Contractility

Contractility

Pulsatility

Pulsatility

Vascular Tone

Vascular Tone

I. Natural Heart
Heart Rate

Heart Rate

Contractility

Contractility

Pulsatility

Pulsatility

Vascular Tone

Vascular Tone

II. Heart Transplant

Clinical Applications (2012)

III. Pulsatile TAH

IV. Rotary TAH

TAHs Under Development

Cleveland Clinic
Short term in-vivo

BiVACOR
Short term in-vivo

BiVACOR® - InVivo Testing1.

SurgicalTeams

11/11/2011 – TPCH, Australia(Acute Non-Recovery – 2.5hrs)

2.

22/11/2011 – TPCH, Australia

3.

14/08/2012 – NCKU, Taiwan

4.

16/08/2012 – NCKU, Taiwan

5.

10/09/2012 – THI, Texas, USA

6.

17/07/2013– THI, Texas, USA(Acute Non-Recovery – 3hrs)(Acute Non-Recovery - 1hr)

(Acute Non-Recovery – 3hrs)(Acute Recovery – 9 hrs)

(Acute Recovery – 3 days)

-19-

1

9/30/2013

July 17th 2013

July 17th 2013
Texas Heart Institute

Impeller

Impeller

Atrial Spacing

DeviceDeviceAtrial Spacing

Placement

Placement

Close the chest

Close the chest

Note: Out of respect for animal ethics, Please no photos

Orthostatic Hypotension

signsofneurogenicoh.com

Orthostatic Hypotension

www.pharmacology2000.com

What is the role of Pulsatility ?

Heart Rate

Since…Baroreceptors respond to stretch
NOT pressure

Contractility
No pulse -> acute resetting baroreflex1

Vascular Tone

Endothelium derived N.O.?

Otteson et al. (2011)

1.
Chapleau, M.W. and Abboud, F.M., Determinants of sensitization of carotid baroreceptors by pulsatile pressure in dogs.
Circulation Research, 1989. 65(3): p. 566-77.

-20-

2

9/30/2013

32 x Animal Standing Events (3 days)

Arterial pressure response to Stand-up• Instrumentation
BiVACOR – Immediate Post Op• Millar Catheters• Transonic Flow Probes

Dual MM HeartAssist – POD 2• Measured• LAP,RAP, AoP, PAP• Aortic/Pulm Flow140

• SVR/PVR

80
60
40

• Drugs

100
80
60
40

18:37

18:39

18:41

18:43

18:45

18:47

18:49

18:51

20

05:38

05:40

05:42

05:44

05:46

05:48

05:50

05:52

Time

Time

Natrecor - 0.048 mg/hr
Isuprel - 0.96-1.024 mg/hr
Nipride - 2.4-4.8 mg/hr

Adaptation with Time

Stand Up – Constant Speed (3000RPM)
Pressure

Resistance
1500

80

SVR
PVR

120

1000

500

0
60

0

2

4

6

time [min]Flow
7

Q [LPM]

40

20

0
0

2

4

time [min]

6

80

MAP

40

6.5

initial

MAP

6

min

SQ
PQ

5.5
5

0

2

4

0
0

6

time [min]Heart Rate (Speed Controller Design)

10

20

30
40
50
60
Post Operative Day

70

80

90

Speed Controller vs Constant Speed• Alter Impeller Speed in
response to changes in SVR

Speed Rises 1000RPM
Speed Constant

SVR Decrease 500 dynes.s.cm-5
1200

4500

SVR
PVR

Speed-const
Speed-ctrl-5

Vascular resistance (dynes cm s )• Decreased SVR• Stand Up = ↑Speed• Exercise = ↑Speed

1000
800
600
400

3500
3000
2500

200
0
0

-21-

4000
Rotor Speed (RPM)

100

MAP (mmHg)

AOP
(PAP)
LAP
RAP

R [dyne s/cm5]120

Pressure [mmHg]

100

20

Stand Up120

MAP (mmHg)

MAP (mmHg)• Calculated

•
•
•

140

Stand Up

120

20
Time (sec)

40

2000
0

20
Time (sec)40

39/30/2013

Speed Controller vs Constant Speed
Pressure Drop 30mmHg

Speed Controller vs Constant Speed
Pressure Drop -10mmHg
Pressure Drop -30mmHg

Flow Rises 1.5 lpm

120

Flow Rises +4.5 lpm
Flow Rises +1.5 lpm

12

120

12

100

10

100

10

80

8

40

6
4

20

2

0
0

0
0

80
60

AoP-const
LAP-const
AoP-ctrl
LAP-ctrl

40

Flow (l/min)

60

Pressure (mmHg)

Flow (l/min)

Pressure (mmHg)

AoP-const
LAP-const

20

8
6
4
2
SQ-const
SQ-ctrl

SQ-const

20
Time (sec)40

20Time (sec)

0
0

40

Alteration of Device Operation
Contractility / Heart Rate

20
Time (sec)

0
0

40

20
Time (sec)40

Contractility/Pulsatility (Motor/Rotor Design)Pulsatility

ࢊࡺ
ࢊ࢚
Speed
Increase

Pump Speed

Pump Speed

Duty Cycle

Amplitude

Shape

Time

Time

Contractility / Pulsatility - Invitro

RBP Induced Pulsatility
Pressure

Sine Wave 60BPM

Pressure

140

140

120

120

60

60
40

20

20

180

190
Time (s)

200

AoP
LAP
PAP
RAP

80

40

0

-22-

100
AoP
LAP
PAP
RAP

80

Pressure (mmHg)

100
Pressure (mmHg)

Square Wave 30BPM

0
260

265

270
275
Time (s)280

49/30/2013

BiVACOR® USA Facility• Heart Rate = 30 bpm(70bpm)• ‘stroke volume’ = ~50 mL(70mL)

Pressure (mmHg)

Contractility / Pulsatility - Invivo• δP/ δtmax = 194 mmHg/s(<422mmhg/s)• EEP = ~2.1%(10%)• “Dichrotic Notch”

Flow (l/min)• Pulse Pressure = 25 mmHg
(40mmhg)

100

AoP

90
80
70
60
7890

12
10
8
6
4
2
0
7890

7892
7894
Time (s)7896

Left Flow

7892

7894

7896

Time (s)CTI Engineering Team

Equipment

Projects

Pump Curves

-23-

5

9/30/2013

BiVACOR® vs ABIOCOR

Thank You

Daniel Timms, PhD
CTO
e. Daniel.timms@bivacor.com.au
mPh. +61438567330

www.bivacor.com

-24-

6

%'&& 

 Prevalence: About 3% of population
 Worlds biggest killer
 Heart transplant Gold standard Lack of donor hearts     
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 Only ~4000 transplants / year 20-40% mortality while wait Need for mechanicalcirculatory support!

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LVAD Inflow
Cannula5)*,+/9
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Systemic flow
meter
LV

AoV

AoC

RA
PVC

TV

RV

PVR

RVAD Inflow
CannulaPV

PAC
Pulmonary flow
meter

RVAD

RVAD flow
meter

50

100

Pressure (mmHg)

MV

Pressure (mmHg)

LA

80
60
40

LVP
AoP
MAP
LAP

40

RVP
PAP
MPAP
RAP

0.5
Time (sec)

1

30
20

0
0

RVAD Outflow
Cannula-25-

 ,,-0
120

6

10

20
0
0

/&
51-51
7

60

120

SVC

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LVAD flow
meter

SVR

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LVAD Outflow
Cannula

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100

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PQ

3
2

1

0
0

60
40
20

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0.5
Time (sec)800.5Time (sec)100

100 200 300
LV Volume (mL)• /&)%)1%9+-1%,),$&),+&2,+0• /1/1• ,+1/2)&19
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ライフサポート科学教育研究センター講演会
第21回茨城ライフサポートコンソーシアム（ILiS）講演会
HMSライフサポート講演会「人支援ロボットの開発とその技術展開」
福島大学 人間支援システム専攻

高 橋 隆 行 先生
日時：１２／１１（水） 午後 ３時 〜 ４時３０分
場所：茨城大学工学部 E5棟8階イノベーションルーム
先生は，人間の生活空間の中で人と一緒に活動し，人の生活を支援できる移動ロボットの研究開発を行っておられます．
・ ハプティック機能を持つやさしくやわらかい次世代ロボット
・ 技術による優しさと安全性を備えた先端医療機器の開発
・ 湖沼の環境調査用モジュール構造型小型水中ロボットなど，新しい移動ロボットの技術開発とその応用についてのご講演があります．

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Active:20g䠋㛵⠇Passive:10g䠋㛵⠇඲య䛷360g

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Low backlash 3-D cam

3-D CAM

Follower

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Follower link䇵 ヨస䠖㻤㻜㻜㼇㼓㼉

Rotating axis offollower link䝣䜷䝻䜰䝸䞁䜽䛾ヲ⣽

ABS resin

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A developed hand-33-䜰䜽䝏䝳䜶䞊䝍⥲㔜㔞䠖⣙㻠㻤㻜㼇㼓㼉

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12mm䛾䝢䞁䝏䞁䜾䝕䝞䜲䝇ヨసᶵ

ධຊ㍈
ฟຊ㍈

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Coil (Primary/Secondary)

先端部にセンサを搭載

Rotor

ᖜ⣙30mmStatorsin Z tE sin T sin Z t

Exciter
AMP

Resolver-Digital (R/D) Converter
 sin
D/A

Tm
E cos T sin Z t

12ヨసᶵ

Te

T

Tm

 cos

Input
BufferA/D㧗⢭ᗘ䛷㠀ᖸ΅䛺ືస䜢ᐇ⌧䛷䛝䜛ᑠᆺ་⒪⏝䝬䝙䝢䝳䝺䞊䝍䛾㛤ⓎTe䝣䝳䞊䝆䝵䞁䝔䜽䝙䝑䜽➼䛷฼⏝ྍ⬟䛺ᑠᆺ་⒪⏝䝻䝪䝑䝖䝝䞁䝗䛾㛤Ⓨ

Resolver᝿ᐃ䛩䜛ᛂ⏝౛ 䠄㻞㻛㻟䠅

Input
Buffer§ sin T sin Z t ·¸¸tan 1 ¨¨© cos T cos Z t ¹

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Actuators

Electrodes

Actuators

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Electrical
Stimulation

SCI
Peripheral
Nerve

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Gluteus Hamstring-35-

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⿦╔᫬

-37-

㻲㻱㻿㻌䝃䜲䜽䝸䞁䜾䝏䜵䜰㻲㻱㻿䛸䛿䠛 㻲㼡㼚㼏㼠㼕㼛㼚㼍㼘 㻱㼘㼑㼏㼠㼞㼕㼏㼍㼘㻌㻿㼠㼕㼙㼡㼘㼍㼠㼕㼛㼚㼃㼔㼍㼠㻌㼕㼟㻌㻲㻱㻿㻌㻫Brain䇵 ➽⫗䛾཰⦰䜢ไᚚ䛩䜛䛣䛸䜢┠ⓗ䛻እ㒊䛛䜙୚䛘䜙䜜䜛⤫ᚚ䛥䜜䛯㟁Ẽ่⃭

FES system◊✲䛾⫼ᬒ㻱㼤㼍㼙㼜㼘㼑䇵 ᚰ⮚䝨䞊䝇䝯䞊䜹䚸᤼ᒀ⿵ຓ䚸ୖ⫥ไᚚ䚸ୗ⫥ไᚚ㻿㼠㼕㼙㼡㼘㼍㼠㼑㼐㻌㻹㼡㼟㼏㼘㼑㼟ୗ⫥㞀ᐖ⪅䛾᭱䜒୍⯡ⓗ䛺஌䜚≀䛿䚸ᡭ₈䛞ᆺ䛾㌴᳔Ꮚ䛒䜛䛔䛿㟁ື㌴䛔䛩䛷䛒䜛䛜䚸ᚲ䛪䛧䜒༑ศ䛷䛿䛺䛔䚹

Electrical
Stimulation

SCI
Peripheral
Nerve㌴᳔Ꮚ䛾ၥ㢟Ⅼ

Muscleୗ⫥䜢౑䜟䛺䛔䛣䛸䛛䜙⏕䛨䜛䚸೺ᗣୖ䛾㞀ᐖ䜢Ⓨ⏕䛥䛫䛶䛧䜎䛖䛣䛸䚹
Quadriceps䇵 ኱⭣ᅄ㢌➽䚸䝝䝮䝇䝖䝸䞁䜾䚸኱⮌➽• ➽⫗䜔㦵䛾⾶ᙅ䚸㛵⠇䛾㦵໬• ඲㌟䛾ᚠ⎔ᶵ⬟పୗ
Gluteus Hamstring

ᗫ⏝⑕ೃ⩌

◊✲䛾┠ᶆ

➽⫗䛾่⃭ᐇ㦂ᗫ⏝⑕ೃ⩌䛺䛹䜢ᘬ䛝㉳䛣䛥䛪䚸ୗ⫥㞀ᐖ⪅䛜᪥ᖖⓗ䛻౽฼䛻౑䛘䜛஌䜚≀䜢㛤Ⓨ䛩䜛䚹

FES䝃䜲䜽䝸䞁䜾䝏䜵䜰䛾㛤Ⓨ䝁䞁䝉䝥䝖䠖⬮䛷₈䛠㌴᳔Ꮚ䜢స䜛䜶䛳䠛 ⬮䛷₈䛠䠛⬮䛜୙⮬⏤䛺䛾䛻䟿

about 40V pulse, Quadriceps and Hamstring㛤Ⓨ䛧䛯せ⣲ᢏ⾡ᶵᲔタィᶵ⬟ⓗ㟁Ẽ่⃭rear㻲㻱㻿㻌㻌㻔㻲㼡㼚㼏㼠㼕㼛㼚㼍㼘㻌㻱㼘㼑㼏㼠㼞㼕㼏㼍㼘㻌㻿㼠㼕㼙㼡㼘㼍㼠㼕㼛㼚㻕䇵 㞀ᐖ䛾䛒䜛➽⫗䜢ไᚚ䛩䜛

front
crank

ᶵᲔ䝯䜹䝙䝈䝮

chain
chain

䇵 ᑠ䛥䛺᪕ᅇ༙ᚄ䇵 㧗䛔ẁᕪ஌䜚㉺䛘ᶵ⬟

steering
caster䝟䝽䞊䜰䝅䝇䝖ᶵᵓdrive wheel䇵 㐺⏝ྍ⬟⑕౛䛾ᣑ኱ᑠ䛥䛺᪕ᅇ༙ᚄ䛾ᐇ⌧-38-ไᚚ䝅䝇䝔䝮ᐇ㦂⤖ᯝelectrodes
steering
stick

driving wheel
steering wheel
relay
switchmicro
computerencoder1

stimulator

motor
motor driver(a) Voluntary motor function 㻿㼡㼎㼖㼑㼏㼠㻦㻌㻹㼍㼘㼑㻘㻌㻠㻥㻌㼍㼓㼑 㻸㼑㼢㼑㼘㻦㻌㻌㻯㼑㼞㼢㼕㼏㼍㼘㻌㼟㼜㼕㼚㼍㼘㻌㼏㼛㼞㼐㻌㼕㼚㼖㼡㼞㼥㻘㻌㻽㼡㼍㼐㼞㼕㼜㼍㼞㼑㼟㼕㼟 㻔㻯㻠㻕

Length 1200 [mm]D.Wheel Dim. 300 [mm]BatteryWidth

550[mm]Seat Ht.

530 [mm]

S.Wheel Dim. 150 [mm]Height900 [mm]

Crank Len.

95䡚175 [mm]Weight䝟䝽䞊䜰䝅䝇䝖䝯䜹䝙䝈䝮㟁Ẽ่⃭䛾タィ

15

front

crank torque [Nm]rearencoder2(b) Reconstruction with FES

rotaryencodermotor
torque sensor
Foot Vector Sensor

torque dioderotaryencoder

Design of Stimulation Pattern (left leg)

left gluteus
right hamstring
left quadriceps

Quad
Ham
Glu
Quad + Glu
Ham + Glu

10
5
0

T
crank angle-100

foot vector sensor(a) Mechanical Structure with Power Assist

68 [kg]㻔㻝㻛㻞㻕

-5rotaryencoder

12V3.2A㽢2

60

120

180

240

300

360

Hamstring
178
275
Gluteus249
crank angle [deg]Quadriceps

Rotary Encoder

37(b) Force Vector Sensor
74⬮㥑ື㌴᳔Ꮚ䛾ᛂ⏝ᒎ㛤㟁Ẽ่⃭䛾タィ
desiredvelocity 


㻔㻞㻛㻞㻕

Stimulation
DevicePD
Controller

Stimulation
Devicemaximum toruque limitterright quadriceps
left hamstring
right gluteus

Stimulation
DeviceStimulation
Devicetiming control

Left

crank
Quadriceps

Left
Hamstrings


Right
Quadriceps

Right
Hamstringsangle& velocity

MuscleKe-Ws

FES Cycling Motion Restorer➽⫗䛾཯ᛂ㐜䜜䛾⿵ൾ➽⫗䛿䚸㟁Ẽ่⃭䜢ཷ䛡䛶䛛䜙⣙0.15⛊㐜䜜䛶཰⦰䛩䜛䚹䛣䜜䜢⿵ൾ䛩䜛䛯䜑䛻䚸ᚲせ䛺䝍䜲䝭䞁䜾䜘䜚0.15 ᪩䛟่⃭䜢
ຍ䛘䜛䚹

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業績一覧
【原著論文】
1) K. Ozeki, D. Sekiba, K.K. Hirakuri and T. Masuzawa, Antithrombogenicity of Amorphous Deuterated Carbon Film
Prepared by RF-plasma CVD, Nano Biomedicine 5, 11-17, (2013)
2) K. Ozeki, D. Sekiba, T. Suzuki, K. Kanda, M. Niibe, K.K. Hirakuri and T. Masuzawa, Influence of the source gas ratioon the hydrogen and deuterium content of a-C:H and a-C:D films: Plasma-enhanced CVD with CH4/H2, CH4/D2,
CD4/H2 and CD4/D2, Applied Surface Science, 265, 750-757, (2013)
3) K. Ozeki, T. Hoshino, H. Aoki and T. Masuzawa, The adsorptive behavior of albumin and lysozyme proteins on
rod-shaped and plate-shaped hydroxyapatite, Bio-Med. Mat. Eng. 23, 239-247, (2013)
4) K. Ozeki, T. Hoshino, H. Aoki and T. Masuzawa, Phase composition of sputtered film from a mixture target ofhydroxyapatite and strontium-apatite, J. Mater. Sci. Technol. 29, 1-6, (2013)5) 及川均,八木原敦司,石濱清美,尾関和秀,青木秀希,インプラント補綴としてのレジン歯の物性改善：DLC コーティング
による吸水性,摩耗性および細胞毒性の改善,日本口腔インプラント学会誌,26, 13-20, (2013)
6) K. Ozeki, D. Sekiba, T. Suzuki, K. Kanda, M. Niibe, K.K. Hirakuri and T. Masuzawa, Influence of the source gas ratioon the hydrogen and deuterium content of a-C:H and a-C:D films: Plasma-enhanced CVD with CH4/H2, CH4/D2,
CD4/H2 and CD4/D2, Applied Surface Science, 265, 750-757, (2013)7) S. Yamauchi, Y. Imai,ZnO Heteroepitaxy on Sapphire Using a Novel Buffer Layer of Titanium Oxide: Crystallographic
Behavior, Crystal Structure Theory and Applications, 2, 39-45, (2013)8) Y. Imai, H. Yokota, S. Yamauchi, Measurements of nonlinear refractive index of optical fiber by using multiple
interference in OFRR, Photonics and Optoelectronics, 2, 77-83, (2013)9) S. Yamauchi, Y. Imai, ZnO Heteroepitaxy on Sapphire Using a Novel Buffer Layer of Titanium Oxide: Optoelectronic
Behavior, Crystal Structure Theory and Applications, 2, 100-105, (2013)10) S. Yamauchi, S. Hatakeyama, Y. Imai, M. Tonouchi, Terahertz time-domain spectroscopy to identify and evaluate
anomer in lactose, American J. Anal. Chem., 4, 756-762 (2013)11) S. Yamauchi, T. Minakuchi, M. Onodera, Remote-plasma-assisted deposition of pentacene layer using
atomic-hydrogen, J. Cryst. Process and Technology, 4, 14-19, (2014)12) S. Yamauchi, H. Suzuki, R. Akutsu, Plasma-assisted Chemical Vapor Deposition of Titanium Oxide layer at
Room-Temperature, J. Crystal. Process and Technology, 4, 20-26, (2014)13) S. Yamauchi, S. Hatakeyama, Y. Imai, M. Tonouchi, Nondestructive evaluation of crystallized-particle size inlactose-powder by terahertz time-domain spectroscopy, Optical Engineering, 53, 031203-1-5, (2014)
14) Y. Fukuoka, Y. Habu, T. Fukui, Analysis of the gait generation principle by a simulated quadruped model with a CPG
incorporating vestibular modulation, Biological Cybernetics, 107, 695-710, (2013)15) 稲垣照美,岡部太郎, 長い等熱流束加熱平板間に発達する自然対流熱伝達,化学工学論文集, 39 巻 4 号,
310-320,( 2013)16) 稲垣照美,武藤綾馬,李艶栄, 比較的大きな垂直密閉矩形容器内の乱流自然対流熱伝達, 化学工学論文集, 39
巻 4 号, 321-330,( 2013)17) 稲垣照美,一色俊洋, 相変化蓄熱媒体の熱物性と水平密閉矩形容器内の自然対流熱伝達 ― 酢酸ナトリウム 3 水
和物の比熱と熱伝導率の同定 ―, 化学工学論文集, 39 巻１4 号, 1-7,( 2013)18) 稲垣照美,横江晴佳, 等熱流束で加熱された垂直平滑平板上自然対流における遷移域の熱輸送機構に関する研究,
化学工学論文集, 39 巻 2 号, 1-9,( 2013)-43-19) Tokiyo AYABE, Norio ABE, Hironori OCHIAI and Terumi INAGAKI, An Infrared Thermographic Visualization of theBumblebee (Bombus Diversus and B. ignitius) Colony, Biogeographycal, Vol. 15, 37-43, (2013)20) M. M. Rahman, N. Tanaka, S. Yokobori, S. Hirai, Three Dimensional Numerical Analysis of Two Phase Flow Separation
Using Swirling Fluidics, Energy and Power Engineering, 5, 301-306 ,(2013)21) Y．Li,S．Someya,T．Koso,S．Aramaki,K．Okamoto,Characterization of periodic flow structure in a small-scale
feedback fluidic oscillator under low-Reynolds-number water flow,Flow Measurement andInstrumen.,33,179-187,(2013)22) 西泰行, 稲垣照美, 大久保薫, 菊池伯夫,集水装置を有する軸流水車の開発に関する研究, 41/ 4, 233-241, (2013)23) 西泰行, 稲垣照美, 近江谷亮太, 福富純一郎,下掛け式クロスフロー水車の性能と内部流れに関する研究, 日本機械学会論文集(B 編), 79/ 800, 521-532, (2013)24) 西泰行, 福富純一郎, 中村俊介,翼端羽根負荷分布の異なる斜流ポンプの不安定特性に関する研究, 日本機械学会論文集(B 編), 79/ 801, 939-952, (2013)25) 西泰行, 塩幡宏規, 森作晃美, 宮城洋平, 野末辰裕,小型ロケットエンジン用単段式ターボポンプの性能と内部流れ, 41/ 7, 432-439, (2013)26) 西泰行, 稲垣照美, 大久保薫, 平間壮, 菊池伯夫,集水装置を有する軸流水車の性能に及ぼす羽根枚数の影響,
ターボ機械, 42/ 2, 107-117, (2014)27) M. Fujita, Y. Ide, D. Sato, P. S. Kench, Y. Kuwahara, H. Yokoki, H. Kayanne, Heavy metal contamination of coastallagoon sediments: Fongafale Islet, Funafuti Atoll, Tuvalu, Chemosphere, 95, 628−634, (2014)28) M. Fujita, J. Suzuki, D. Sato, Y. Kuwahara, H. Yokoki, H. Kayanne, Anthropogenic impacts on water quality of thelagoonal coast of Fongafale Islet, Funafuti Atoll, Tuvalu, Sustainability Science, 8, 381−390, (2013)29) 森善一,生熊祐太,杉本浩一,中田明彦,段差乗り越え機能を持つ歩行器の開発,ライフサポート,27, 4, 130-142,(2013)
30) Masatake Shiraishi, Hideyasu Sumiya, Sensing and Control of Friction in Positioning, International Journal ofAutomation Technology, Vol.7, No.5, 476-481, (2013)31) Yuzuru Shimazaki, Shuhei Oinaka, Shota Moriko, Kenji Kawasaki, Satoshi Ishii, Masahiko Ogino, Toshio Kubota,
Akihiro Miyauchi, Reduction in Viscosity of Quasi-2D-Confined Nanoimprint Resin through the Addition of
Fluorine-Containing Monomers: Shear Resonance Study, ACS Applied Materials & Interfaces, 2013, 5 (16),7661–7664.
32) Atsunori Morigaki, Kazuki Tsukade, Satoru Arimitsu, Tsutomu Konno, Toshio Kubota, Unusual annulation reactionofelectron-deﬁcientalkeneswithenamines:

an

easy

accesstostereocontrolled

4-ﬂuoroalkylated

3,4-dihydro-2H-pyrans, Tetrahedron 2013, 69, 1521-1525.
33) Tomoaki Ichikawa, Tomoko Kawasaki-Takasuka, Shigeyuki Yamada, Takashi Yamazaki, Toshio Kubota, Constructionof chiral triﬂuoromethylated materials by combination of stereochemically predictable SN2'reaction and
Ireland-Claisen rearrangement, Journal of Fluorine Chemistry, 2013, 152, 38–45.
34) Shigeyuki Yamada, Keita Kinoshita, Shota Iwama, Takashi Yamazaki, Toshio Kubota, Tomoko Yajima, Development ofnovel synthetic routes to bis(perfluoroalkyl)-substituted anthracene derivatives, RSC Advances, 2013, 3, 6803-6806.
35) 久保田俊夫, 透明含フッ素高分子の開発－主鎖に含フッ素環状構造をもつ高分子合成を中心に－, 有機合成化学

協会誌, 2013, 71, 196-206.
36) 飯島善時，久保田俊夫，追中脩平, 角度分解 XPS 測定によるフォトレジスト膜表面重合フッ素化合物の深さ方向分
析, Advances in X-Ray Chemical Analysis, Japan, 2013, 44, 121-130.
37) 近藤良，原澤和樹，西口真, 周期的切り替え線形系に基づくホッピングロボットの姿勢安定化制御, 日本ロボット学
会誌, 31-9, 907-917, (2013)-44-38) 楊黙，湊淳，小澤哲，土田寛，防災のための気泡管の画像を用いた傾斜計測装置の開発, 土木学会論文集 G（環境），地球環境研究論文集, 69, 73-77, (2013)39) Thammita A. S. Anuruddha, Satoru Ozawa, Atsushi Minato, Development of GPS Assisted Online CO2-Temperature
Mapping System, Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, Volume 3, 22-25,(2013)【国際会議発表】
1) N. Heel, Automated blood pressure control using a self-turning regulator, Proc. of NCGA’S Computer Graphics
Conference ’87, Am. Med. Eng. Soc., 2, 152-161, (1998)
2) S.Oshima, K.Ozeki and M.Kikuchi, Fabrication of Scaffold for Cartilage with Subchondral Bone Regeneration by
Lamination of Hydroxyapatite/Collagen Nanocomposite and Collagen, The proceedings of the 1st International Porousand Powder Materials Symposium and Exhibition, 555-558, (2013)3) S. Yamauchi, S. Hatakeyama, Y. Imai, M. Tonouchi, Nondestructive evaluation of Lactose including anomer andcrystallized particles, Proc. Int’l Workshop on Optical Terahertz Science and Technology (OTST), Th3-38, (2013)4) S. Yamauchi, Y. Imai, M. Tonouchi, Evaluation of interfacial water on super-hydrophilic surface by THz-TDS, Proc.
38th Int'l Conf. on Infrared, Millimeter, and Terahertz waves, Mo P1-14, (2013)
5) Y. Imai, S. Yamauchi, H. Yokota, M. Tonouchi, Terahertz waveguide using triangle bundle structure of polymer tubes,
Proc. 38th Int'l Conf. on Infrared, Millimeter, and Terahertz waves, We P2-19, (2013)
6) Y. Imai, H. Yokota, S. Yamauchi, T. Kuroda, M. Tonouchi, Terahertz fiber using polymer tube bundle, Proc. Conf.
Lasers and Electro-Optics Pacific Rim (CLEO-PR), WPC-22, (2013)7) J．Shirato,T．Inagaki,Y．Li,The Effect of Japanese Natural Plum Blossom and Cherry Blossom Color on Human
Kansei,Proceedings of the 9th International Student Conference at Ibaraki University, P-07, (2013)8) Sintaro Suzuki, Terumi Inagaki, Koshi Harada, Yanrong Li and Noriko Yamauchi, Themo-physical Properties of Carbon
Nano Tube Fluid, Proceedings of 9th International Student Conference of Ibaraki University, P-17,(2013-12)9) Tadashi Nakazato, Terumi Inagaki, Heat Balance Analysis of a Closed Space Using Pothos (Epipremnum aureum) as a
Bio-Thermal-Conditioner, Proceedings of International Symposium on EcoTopia Science,(2013-12)
10) Y. Nishi, J. Fukutomi and M. SAKAI, Radial and Axial Thrust of Closed-Type Centrifugal Pump with Single Blade,
Proceedings of the 12th Asian International Conference on Fluid Machinery, (2013)11) M. Fujita, R. Inoue, J. Suzuki, T. Nittami, Possibility of biological wastewater treatment using seawater, Proceedings of
IWA-ASPIRE Regional Conference and Exhibition, oral-10F2-5, (2013)12) Atsushi Ohkubo, Kimiko Okazaki, Norihiro Sugaya, Tsukasa Taguchi, Toshio Kubota, FLUORINE-CONTAINING
MONOMERS FOR CYCLIZING POLYMERIZATION, Proc. of the 4th Japan-Korea-China Joint Seminor of

Fluorine-Chemistry, The 155th Committee on Fluorine Chemistry, Japan Society for the Promotion of Science (Nagoya),
3013, pp9.
13) T. Norimatsu, T. Endo, H. Yoshida, R. Tsuji, Y. Kajimura, M. Nagata, M. Matsumoto and H. Azechi ‘Release of RealSize, Fast Ignition Target from Sabot’, 8th International Conference on Inertial Fusion Science andApplications ,2013/9/12
14) R. Tsuji, T. Endo, H. Yoshida, T. Norimatsu, ‘Development of Position Measurement Unit for Flying IFE Target’ 8thInternational Conference on Inertial Fusion Science and Applications, 2013/9/12【解説,その他】
1) 橋本一生, 柴建次, 岸田晶夫, 尾関和秀, 増澤徹，生体組織融着技術を用いた血管吻合装置の開発－加圧バンドを用いた場合の融着強度評価－，電気学会研究会資料リニアドライブ研究会 LD-13-083〜103，LD-13-097，2013-45-2) 山田悠, 増澤徹, ティムズダニエル，ゼロパワー制御を用いた磁気浮上全人工心臓の流量バランス制御，電気学会
研究会資料リニアドライブ研究会 LD-13-083〜103，LD-13-083，2013
3) 西村宣彦,増澤徹,ダニエルＬティムス，シングル磁気浮上モータ方式全人工心臓の開発，日本ＡＥＭ学会誌，21(2)，152-159，20134) 稲垣照美,椎名保顕,藤村薫,神永文人,菱田誠,武田哲明,文沢元雄,久保真治, 原子炉出力変動吸収機構の開発研
究,東京大学大学院工学系研究科原子力専攻平成 24 年度共同利用成果報告書
5) T. Endo, T. Norimatsu, M. Matsumoto, Y. Kondo, H. Yoshida, R. Tsuji, ‘Sabot Separation and Target Stability in an
Injection System for Fast-Ignition Targets’Annual Report of National Institute for Fusion Science, April 2012 - March
2013, 536 ,(2013)6) R. Tsuji, T. Norimatsu, ‘Development of Position Measurement Module for Flying IFE Target’ Annual Report ofNational Institute for Fusion Science, April 2012 - March 2013, 533, (2013)【学会発表】
1）床井宏行, 増澤徹, Daniel L Timm，全人工心臓用モータ小型化の検討, 第 25 回「電磁力関連のダイナミクス」シンポ
ジウム講演論文集, 152-153（2013.5.15-17）2）山口聡史, 増澤徹, 大森正芳, 前田裕之, 西村隆, 許俊鋭，心機能回復のための磁気浮上型血液ポンプの動特性に関する検討, 第 25 回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム講演論文集, 154-155（2013.5.15-17）3) 村上倫子, 増澤徹, 坂田佑介, 小沼弘幸, 西村隆, 許俊鋭，薄型磁気浮上摩擦血液ポンプにおける非制御軸の安定性への流体力の影響,第 25 回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム講演論文集, 156-157（2013.5.15-17）4) 西村宣彦, 増澤徹, ダニエル Ｌ ティムス，シングル磁気浮上モータ方式全人工心臓の開発, 日本ＡＥＭ学会誌
vol.21 No.2,152-159（2013.6）
5) 大和田詠里, 尾関和秀, 増澤徹, 青木秀希，アパタイトおよびケイ酸塩を用いた放射性物質除去に関する研究, 生
活生命支援医療福祉工学系学会連合大会, CD GS1-1-1(2013.9.2-4)
6) 橋本一生, 田代翔子, 柴建次, 岸田晶夫, 尾関和秀, 増澤徹，生体組織融着技術を用いた血管吻合装置の開発－ステントの加熱と融着強度の評価－, 生活生命支援医療福祉工学系学会連合大会, CD GS1-4-8(2013.9.2-4)
7) 丸山修, 工藤大樹, 西田正浩, 山根隆志, 松田健一, 足立吉數, 増澤徹，せん断流れ場における血液接触面の表面粗さが溶血量増加に及ぼす定量評価－せん断応力発生の関与について－,

生活生命支援医療福祉工学系

学会連合大会, CD OS3-1-2(2013.9.2-4)
8) 諏訪陽祐, 増澤徹, 南広祐, 木村剛, 岸田晶夫，複合低エネルギ生体組織接合に関する研究－加圧機によるコラーゲンフィブリルの幾何学的形状変化の検討－,

生 活 生 命 支 援 医 療 福 祉 工 学 系 学 会 連 合 大 会 , CDOS3-2-2(2013.9.2-4)
9) 服部圭介, 増澤徹, 林照剛，磁気ビーズを用いた細胞振動刺激装置及びナノ振動検出装置の研究開発,

生活生

命支援医療福祉工学系学会連合大会, CD OS3-2-4(2013.9.2-4)
10) 大森直樹, 増澤徹, 長真啓, 巽英介，小児用人工心臓のための小型磁気浮上モータにおけるロータ永久磁石形
状の検討,

生活生命支援医療福祉工学系学会連合大会, CD OS3-1-7(2013.9.2-4)

11) 吉田翔一, 増澤徹, 村上倫子, 坂田祐介, 小沼弘幸, 西村隆, 許俊鋭，薄型磁気浮上補助人工心臓のための動圧スラスト軸受, 第 21 回茨城講演会講演論文集, No.130-2, 145-146(2013.9.6)
12) 大森直樹, 増澤徹, 長真啓, 巽英介，小児用人工心臓への応用を目指した 5 軸制御型小型磁気浮上モータの開発,

第 21 回茨城講演会講演論文集, No.130-2, 147-148(2013.9.6)

13) 加藤正寛, 松田健一, 岡田養二, 近藤良, 増澤徹，コンシクエントポール型セルフベアリングモータの基本特性解析,

第 21 回茨城講演会講演論文集, No.130-2, 157--158(2013.9.6)

14）田代翔子, 橋本一生, 柴建次, 岸田晶夫, 尾関和秀, 増澤徹，生体組織融着技術を用いたステントの位置ずれ防-46-

止－小型コイルによるステントの誘導加熱と引張強度評価－,

第 21 回茨城講演会講演論文集, No.130-2,

175-176(2013.9.6)
15) 諏訪陽祐, 増澤徹, 南広祐, 木村剛, 岸田晶夫，複合低エネルギ生体組織接合に関する研究－加圧熱によるコラーゲンフィブリルの幾何学的形状変化－,

第 21 回茨城講演会講演論文集, No.130-2, 177-178(2013.9.6)

16) Michiko Murakami, Toru Masuzawa, Hiroyuki Onuma, Takashi Nishimura, Syunei Kyo, The thin maglev ventricularassist device for mild heart disease patients, 21th ISRBP2013 YOKOHAMA, 49(2013.9.26-29)
17) Nobuyuki Kurita, Takeo Ishikawa, Hirohumi Takada, Toru Masuzawa, Development of the left ventricular assist device
by use of the double side stator type axial magnetically levitated motor, 21th ISRBP2013 YOKOHAMA,
91(2013.9.26-29)
18) Satoshi Yamaguchi, Toru Masuzawa, Takashi Nishimura, Shunei Kyo, Hemolysis characteristics of maglev blood pump
operated in the pulsatile mode, 21th ISRBP2013YOKOHAMA, 128(2013.9.26-29)
19) Hiroyuki Onuma, Toru Masuzawa, Performance improvement of two-DOF control self-bearing motor for maglev
centrifugal blood pump, 21th ISRBP2013YOKOHAMA, 131(2013.9.26-29)
20) Masahiro Osa, Toru Masuzawa, Hiroyuki Tokoi, Nobuyuki Kurita, Nicholas Greatrex, Daniel Timms, Characterizing
the magnetic motor-bearing of a rotary TAH to improve pressuresensitivity, 21th ISRBP2013YOKOHAMA,
144(2013.9.26-29)
21) Yu Yamada, Toru Masuzawa, Daniel Lee Timms, Magnetically suspended total artificial heart with a single maglev
motor, 21th ISRBP2013YOKOHAMA, 146(2013.9.26-29)
22) Toru Masuzawa, A small thin maglev ventoricular assist device for mild heart disease patients, 5th Congress of theInternational Federation for Artificial Organs (IFAO2013), 第 51 回日本人工臓器学会・第 5 回国際人工臓器学術大会予稿集 日本人工臓器学会 Vol.42 No.2 S-28(2013.9.26-29)
23) Yosuke Suwa, Toru Masuzawa, Kwangwoo Nam, Tsuyoshi Kimura, Akio Kishida, Observation of collagens ’microscopic structure change to investigate the adhesion mechanism combined low level energies, 5th Congress of theInternational Federation for Artificial Organs (IFAO2013), 第 51 回日本人工臓器学会・第 5 回国際人工臓器学術大会予稿集 日本人工臓器学会 Vol.42 No.2 S-163(2013.9.26-29)
24) Keisuke Hattori, Toru Masuzawa, Terutake Hayashi, The mechanical cell stimulator using alternative magnetic fieldeith magnetic beads attached on the cell, 5th Congress of the International Federation for Artificial Organs(IFAO2013), 第 51 回日本人工臓器学会・第 5 回国際人工臓器学術大会予稿集 日本人工臓器学会 Vol.42 No.2
S-180(2013.9.26-29)
25) Naoki Omori, Toru Masuzawza, Masahiro Osa,Eisuke Tatsumi, Motor performance of magnetically levitated paediatric
VAD, 5th Congress of the International Federation for Artificial Organs (IFAO2013), 第 51 回日本人工臓器学会・第5 回国際人工臓器学術大会予稿集 日本人工臓器学会 Vol.42 No.2 S-188(2013.9.26-29)
26) 山田悠, 増澤徹, ティムズダニエル，ゼロパワー制御を用いた磁気浮上全人工心臓の流量バランス制御, リニアド
ライブ研究会, LD-13-083.1-4(2013.10.7-8)27) 橋本一生, 柴建次, 岸田晶夫, 尾関和秀, 増澤徹，生体組織融着技術を用いた血管吻合装置の開発－加圧バンドを用いた場合の融着強度評価－, リニアドライブ研究会, LD-13-097(2013.10.7-8)
28) T.Masuzawa, N.Nishimura, D.L.Timms, Magnetically suspended total artificial heart with a single actuator, 49th
ESAO Annual Congress, 544(2013.9.11-14)29) 村上倫子, 増澤徹, 小沼弘幸, 西村隆, 許俊鋭，薄型磁気浮上補助人工心臓における受動安定特性の検討, 第22 回 MAGDA コンファレンス in 宮崎講演論文集, 11-16（2013.12.2-3）30) 小沼弘幸, 増澤徹，12 突極ラジアル型セルフベアリングモータの磁気支持特性の推定,
レンス in 宮崎講演論文集, 79-84（2013.12.2-3）-47-

第 22 回 MAGDA コンファ31) 床井宏行, 増澤徹, 山口聡史, 西村隆, 許俊鋭，磁気浮上型血液ポンプのセンサレスモータ制御, 第 22 回MAGDA コンファレンス in 宮崎講演論文集, 85-90（2013.12.2-3）32) 長真啓, 増澤徹, 大森直樹, 巽英介，小児用人工心臓のための小型 5 軸制御セルフベアリングモータ,

第 22 回MAGDA コンファレンス in 宮崎講演論文集, 283-288（2013.12.2-3）33) 松田健一, 平根龍也, 近藤良, 増澤徹，アウターロータ型 5 軸制御セルフベアリングモータに関する研究,

第 22

回 MAGDA コンファレンス in 宮崎講演論文集, 289-294（2013.12.2-3）34) K. Ozeki, T. Hoshino, T. Goto, T. Masuzawa and H.Aoki, Fabrication of Sr-substituted hydroxyapatite thin film by
sputtering technique, The 6th International Symposium on Apatites and Correlative Biomaterials (ISACB2013), Nantes,
France, 2013/6/6.
35) D. SEKIBA, N. TAKEMOTO, H. FUJISAKI, K. OZEKI, S. ISHII, Hydrogen Isotope tracer experiment in a-C:H film
deposition: plasma CVD with CH4 and D (P-Mon-11), 221st International Conference on Ion Beam Analysis (IBA2013),
Seattle, USA, 2013/6/23.
36) 大和田恵理,尾関和秀,増澤徹,青木秀希,アパタイトおよびケイ酸塩を用いた放射性物質除去に関する研究,第 22 回
ライフサポート学会,2013/9/2
37) 橋本一生,柴建次,岸田晶夫,尾関和秀,増澤徹生体組織融着技術を用いた血管吻合装置の開発―ステントの加熱と融着強度の評価―,第 22 回ライフサポート学会,2013/9/2
38) S.Oshima, K.Ozeki, M.Kikuchi, Fabrication of Scaffold for Cartilage with Subchondral Bone Regeneration by
Lamination of Hydroxyapatite/Collagen Nanocomposite and Collagen, International Porous Powder Materials(PPM2013), Cesme, Izmir, TURKEY, 2013/9/4.
39) 大和田恵理,尾関和秀,増澤徹,青木秀希,熱温度を変化させたケイ酸塩による Cs イオン吸着に関する研究,日本セラミックス協会第 26 回秋季シンポジウム,2013/9/540) 橋本一生,柴建次,岸田晶夫,尾関和秀,増澤徹,生体組織融着技術を用いた血管吻合装置の開発－加圧バンドを用いた場合の融着強度評価－,電気学会リニアドライブ研究会,2013/10/7
41) 日比野麻衣，多田晴美,大越康晴，平塚傑工，尾関和秀，中森秀樹，森山匠,桜井正行,ナタリアナバトバガバイン,斎藤秀俊,平栗健二，福井康裕,DLC の細胞増殖性における光学的特性評価,第 27 回ダイヤモンドシンポジウ
ム,2013/11/2142) 多田晴美,新井健司,日比野麻衣,大越康晴，平塚傑工，尾関和秀，中森秀樹，森山匠,ナタリアナバトバガバイン,桜井正行,Ali Alanazi,斎藤秀俊,平栗健二，深田直樹,福井康裕,異なる装置で作製した DLC 膜の抗血栓性,第 27 回ダイ
ヤモンドシンポジウム,2013/11/21
43) N. Sanin, M. Hibino, Y. Ohgoe, T. Abe, M. Hiratsuka, M. Yamada, K. Ozeki, K. Hirakuri, A. Honma, A. Funakubo, Y.
Fukui, QCM センサーへの a-C:H 被膜の検討,第 27 回ダイヤモンドシンポジウム,2013/11/21
44) 大島翔，尾関和秀，菊池正紀,軟骨下骨・軟骨再生のためのハイドロキシアパタイト/コラーゲン骨類似ナノ複合体・コ
ラーゲン積層材料の製作と評価,第 21 回顎顔面バイオメカニクス学会退会,2013/11/16
45) S.Oshima, K.Ozeki, M.Kikuchi, Fabrication of scaffold for osteochondral regeneration by lamination ofhydroxyapatite/collagen nanocomposite and collagen, 13th Asian BioCeramics Symposium (ABC2013), Kyoto, Japan,
2013/12/5.
46) 山内智,石橋和洋, Nb-F ドープ CVD-TiO2 薄膜の wet 処理による特性改善, 第７４回応用物理学会秋季学術講演会,2013/9/1747) 山内智,今井洋,斗内政吉, THz-TDS による超親水性表面での水の分析, 第７４回応用物理学会秋季学術講演会,2013/9/18
48) H2 添加 CVD 法による Nb-F ドープ低抵抗酸化チタン薄膜の成長, 第２１回電気学会東京支部茨城支所研究発表会,
2013/11/24(山内)-48-

49) 木村孝之,宇野一弥,増澤徹,2 次元集積化磁気センサにおける画素微細化のための構造最適化に関する検討,第 30回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム, 2013/11/5-750) 安嶋魁,田中伸厚,高山剛,鈴木健司, 浮体式多自由度波力発電装置の粒子法を用いた挙動解析, 第 21 回茨城講演会, 2013/9/6.
51) 鈴木悠航,進藤久史,田中伸厚,柳沼宣幸,廣瀬誠,浦井一, アーク発熱および乱流粘性を考慮したガス遮断機内の三次元ガス挙動数値解析, 第２１回茨城講演会, 2013/9/6.
52) 卜部直樹,田中伸厚,砂川勝利, バブルリングの基本的特性に関する研究, 第 21 回茨城講演会, 2013/9/6.
53) 鈴木健司,田中伸厚,高山剛,安嶋魁, 浮体式多自由度波力発電装置の実験的研究第 21 回茨城講演会, 2013/9/6.
54) 駒形大介, 横堀誠一, 青山拓真, 田中伸厚, 水平管を流れる温度成層の能動的制御に関す研究, 山梨講演会,
2013/10/26.
55) 秦野健太郎,西泰行,李艶栄,稲垣照美,近江谷亮太,福富純一,PIV による下掛け式クロスフロー水車周りの流れ場計
測,第 70 回タ－ボ機械協会信州講演会,2013/9/12．
56) 鈴木慎太郎,稲垣照美,原田滉士,李艶栄,山内紀子,カーボンナノチューブ分散流体の熱物性値評価,第 21 回茨城講演会,2013/9/6．
57) 稲垣照美,李艶栄,斎藤光,佐藤智洋,磁場下における磁性流体の熱物性と水平密閉矩形容器内の自然対流熱伝達,第 21 回茨城講演会,2013/9/6．
58) 柏拓貴,稲垣照美,李艶栄,相変化蓄熱媒体の熱物性と水平密閉矩形容器内の自然対流熱伝達-硫酸ナトリウム 10
水和物-,第 50 回日本伝熱シンポジウム, 2013/5/29-30．
59) 稲垣照美,李艶栄,佐藤智洋,非磁場下における磁性流体の熱物性と水平密閉矩形容器内の自然対流熱伝達,第 50回日本伝熱シンポジウム,2013/5/29．
60) 西泰行,福富純一郎,酒井將実, クローズド形一枚羽根遠心ポンプの変動流体力に及ぼす羽根出口角の影響, 第 69
回ターボ機械協会総会講演会, 2013/05/24
61) 秦野健太郎,西泰行,稲垣照美,近江谷亮太,福富純一郎, 直線羽根を用いた下掛け式クロスフロー水車に関する研究, 2013 日本機械学会茨城講演会, 2013/09/06
62) 大久保薫,西泰行,稲垣照美,平間壮,菊池伯夫,大久保薫,菊池伯夫, 集水装置を有する軸流水車の性能に及ぼす羽根枚数の影響, 2013 日本機械学会茨城講演会, 2013/09/06
63) 平間壮,西泰行,稲垣照美,大久保薫,菊池伯夫, 集水装置を有する軸流水車の高性能化に関する研究, 2013 日本機
械学会茨城講演会, 2013/09/06
64) 山下裕介,西泰行,稲垣照美, 逆テーパ形ブレードを有する水平軸風車に関する研究, 2013 日本機械学会茨城講演会, 2013/09/06
65) 秦野健太郎,近江谷亮太,西泰行,稲垣照美,福富純一郎, 直線羽根を用いた下掛け式クロスフロー水車の性能と内部流れ, 日本機械学会 2013 年度年次大会, 2013/09/11
66) 秦野健太郎,西泰行,李艶栄,稲垣照美,近江谷亮太,福富純一郎, PIV による下掛け式クロスフロー水車周りの流れ場
計測, 第 70 回ターボ機械協会信州講演会, 2013/09/13
67) 大久保薫,西泰行,稲垣照美,平間壮,菊池伯夫, 集水装置を有する軸流水車への逆テーパ形ブレードの適用, 第 70回ターボ機械協会信州講演会, 2013/09/13
68) 秦野健太郎,西泰行,稲垣照美,近江谷亮太,福富純一郎, 直線羽根を用いた下掛け式クロスフロー水車の性能に及ぼす流量の影響, 第 91 期日本機械学会流体工学部門講演会, 2013/11/09
69) 手島誠矢,福富純一郎,重光亨,西泰行, クローズド形二枚羽根遠心ポンプの変動流体力に及ぼすケーシングスロー
ト面積の影響, 第 91 期日本機械学会流体工学部門講演会, 2013/11/1070) 秦野健太郎,西泰行,稲垣照美,李艶栄,福富純一郎, 下掛け式クロスフロー水車の性能に及ぼす羽根枚数の影響,
日本機械学会関東支部第 20 期総会講演会, 2014/3/15 講演予定
-49-71) 村田薫,西泰行,福富純一郎, オープン形一枚羽根遠心ポンプの性能特性とラジアルスラスト, 日本機械学会関東支部第 20 期総会講演会, 2014/3/15 講演予定
72) 明石詢子, 石渡恭之, 斉藤茂, 加藤健, 見島伊織, 藤田昌史,水道管内流水中の懸濁物質の生成に及ぼす流下距
離の影響,第 47 回日本水環境学会年会, 2014/03
73) 石渡恭之, 明石詢子, 加藤健, 見島伊織, 斉藤茂, 藤田昌史,水道管内流水中の懸濁物の組成および化学形態
第 47 回日本水環境学会年会, 2014/03
74) 王峰宇, 井上龍太郎, 石渡恭之, 藤田昌史,海水を利用した生物学的排処理における重金属の挙動,第 47 回日本
水環境学会年会, 2014/0375) 藤田昌史, 鈴木準平, 細野隆史, 藤田和彦,Tuvalu 国 Funafuti 環礁に生息する底生有孔虫の抗酸化力評価,第 47回日本水環境学会年会, 2014/03
76) 明石詢子, 石渡恭之, 斉藤茂, 加藤健, 見島伊織, 藤田昌史,水道管内の懸濁物質の流下過程における元素組成の変化,第 10 回日本分析化学会関東支部茨城地区分析技術交流会, 49, 2013/11
77) 井上龍太郎, 新田見匡, 藤田昌史,海水を利用した生物学的有機物除去法の検討,第 50 回環境工学研究フォーラ
ム, 95−97, 2013/11
78) 藤田昌史, 王峰宇, 鈴木準平, 横木裕宗, 茅根創,Tuvalu 国 Fongafale 島海岸の人為汚染の現状,第 50 回環境工学研究フォーラム, 56−58, 2013/11
79) 石渡恭之, 明石詢子, 加藤健, 見島伊織, 藤田昌史,水道管内流水中の懸濁物組成の特徴,第 50 回環境工学研究フォーラム, 131−133, 2013/1180) 石渡恭之, 加藤健, 明石詢子, 見島伊織, 藤田昌史,水質解析による水道管内面の劣化診断手法の開発,第 24 回
日本化学会関東支部茨城地区研究交流会, 22A, 2013/1181) 石渡恭之, 加藤健, 見島伊織, 杉山達範, 藤田昌史,経年した塩化ビニル管の水道水中の元素濃度への影響,第64 回全国水道研究発表会, 354−355, 2013/1082) 見島伊織, 石渡恭之, 加藤健, 藤田昌史,XAFS 測定を用いた水道管ネットワークにおける懸濁態鉄の形態解析第64 回全国水道研究発表会, 356−357, 2013/1083) 熊原友里,森善一,高齢者に散歩を促す携帯型ロボットの開発,第 15 回日本感性工学会大会,2013/9/5-784) 聶継来,森善一,自走用車椅子使用者のための段差移動補助装置の開発 -携帯スロープを用いた段差踏破の検討-,
日本機械学会茨城講演会,2013/9/685) 鯉渕正寛, 森善一, 菊池亮太, 軽度下肢障がい者の一般トイレ利用を可能にする歩行補助具, ロボティクス・メカトロニクス講演,2013/5/22-2586) 石塚悠登,道辻洋平,下里佳史,車載信号を活用した信号交差点における運転支援システムの提案,日本機械学会
2013 年度年次大会, 2013/09/09
87) 松田健一,鈴木浩成,岡田養二,麻生公通,榎園正人, 極低温ポンプ用磁気軸受の開発と特性試験, 第 25 回「電磁力関連のダイナミクス」講演会講演論文集,280-281, (2013)88) 松田健一,玉置将也,岡田養二,近藤良,増澤徹, ホモポーラ型ハイブリッド 5 軸制御セルフベアリングモータのモータ
基本特性, 日本機械学会[No.13-18]第 13 回「運動と振動の制御」シンポジウム USB 論文集(13th MOVIC),
CD-ROM, (2013)89) 松田健一,佐々木聡 ,岡田養二,戸高孝, 高速ターボ機械用磁気軸受の基礎研究, 第 22 回 MAGDA コンファレンス
講演論文集, 63-64, (2013)90) 邊見 佳輝,三浦 慎平,仲尾 友希,住谷 秀保, 頭皮電位パタン解析による眼球移動方向の高速推定と応用, (社)電気学会東京支部茨城講演会, 2013/11/14
91) 安齋 将宏,住谷 秀保,佐野 敬隆,木村照行,鈴木 重雄,大里 健一,多重ループ写像による擬似ゆらぎ自然音生成,(社)電気学会東京支部茨城講演会, 2013/11/14-50-92) 住谷秀保,蛭田栄治,蛭田典亮,飽和を伴う移動明滅物体の実時間画像トラッキングと明度補正法, (社)電気学会東京支部茨城講演会, 2013/11/14
93) 安齋 将宏,荒川 陽平,住谷 秀保,ゆらぎ信号の移相パタン情報とループ状写像による軽量高速擬似自然信号生成,
日本機械学会茨城講演会,2013/09/06
94) 仲尾友希,邊見佳輝,住谷秀保, 視覚刺激に対する頭皮上および脳波事象関連電位パタン解析, 日本機械学会茨城講演会,2013/09/06
95) 宮下嵩史, 住谷秀保, 虹彩欠損補正楕円推定トラッキング法による広範囲対応視線入力システム, 日本機械学会
茨城講演会,2013/09/06
96) 木村亮, 橘川拓也, 近藤良: 極配置設計によるホッピングロボットの姿勢安定化, 第 21 回茨城講演会, 2013/9/6
97) 脇田亮介, 渡邉司, 近藤良, 岡田養二：装着型脚支援システム ―新しい操作デバイスの開発―, 第 21 回茨城講演会, 2013/9/6
98) 酒井千明, 泉大船, 中嶋将仁, 近藤良, 岡田養二: 代替感覚フィードバックによる下肢障がい者の立位安定化, 第21 回茨城講演会, 2013/9/6
99) 泉大船, 酒井千明, 中嶋将仁, 若狭谷良行, 近藤良, 岡田養二： 代替感覚提示による対麻痺者のための立位安定化法, 第 14 回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 SI2013, 2013/12/18
100) Mo Yang, Nalin Warnajith, Atsushi Minato, Satoru Ozawa, Development of Perpendicular Sensor for Disaster
Prevention, Global Conference on Civil, Structural and Environmental Engineering(GCCSEE) Shenzhen,
China(2013.9)
101) 辻龍介,アラゴスポットを利用した球体直径の測定システム, 茨城県産学官合同成果発表会, 2014/02/13
102) 田邉圭佑，井上康介，ヘビ型ロボット PAS-2 における胴体弾性の導入，第 31 回日本ロボット学会学術講演会，
2013/9/6
103) 田邉圭佑，木嶋順，井上康介，超多関節筋を有するヘビ型ロボット PAS-2 における胴体弾性の効果，計測自動制
御学会システム・情報部門講演会 2013，2013/11/18
104) 木嶋順，井上康介，ヘビの押しつけ運動における体形生成，第 26 回自律分散システム・シンポジウム， 2013/1/24【受賞等】
1) 受賞者名: 村上倫子，受賞名：日本学術振興会特別研究員 DC2，授与者：日本学術振興会, 2013.4.1〜
2) 受賞者名:青代敏行，増澤徹，尾関和秀，岸田晶夫,樋上哲哉，受賞名：平成 25 年度日本人工臓器学会論文賞，授与者： 日本人工臓器学会, 受賞日: 2013.9.26
3) 受賞者名: 村上倫子，受賞名：ISRBP ASIA PACIFIC YOUNG INVESTIGATOR AWARD，授与者：International
Society for Rotary Blood Pump, 受賞日: 2013.9.27
4) 受賞者名: 大森直樹，受賞名：2013 茨城講演会優秀講演発表賞，授与者：日本機械学会 2013 年茨城講演会, 受賞
日: 2013.11.20
5) 受賞者名: 諏訪陽祐，受賞名：2013 茨城講演会優秀講演発表賞，授与者：日本機械学会 2013 年茨城講演会, 受賞
日: 2013.11.20
6) 受賞者名: 村上倫子，受賞名：MAGDA 優秀講演論文賞，授与者：日本 AEM 学会, 受賞日: 2013.12.3
7) 受賞者名: 床井宏行，受賞名：MAGDA 優秀講演論文賞，授与者：日本 AEM 学会, 受賞日: 2013.12.3
8) 受賞者名: 李艶栄,受賞名：研究科長賞,授与者：東京大学大学院新領域創成科学研究科,受賞日: 2013/3/21．
9) 受賞者名: Junko SHIRATO,Teromi INAGAKI,Yanrong LI,受賞名：Best Poster Award,授与者：Genaral Chair of the 9thInternational Student Conference at Ibaraki University,受賞日: 2013/12/1．
10) 受賞者名: 渡辺英俊, 菊池伯夫, 武藤暁子, 高橋弘幸, 櫻井幹男, 西泰行, 受賞名：グッドデザイン賞,授与者：公益財団法人日本デザイン振興会, 受賞日: 2013/10/30-51-11) 受賞者名: 渡辺英俊, 菊池伯夫, 武藤暁子, 高橋弘幸, 櫻井幹男, 西泰行, 受賞名：グッドデザイン・ものづくりデザイン賞（中小企業庁長官賞）,授与者：公益財団法人日本デザイン振興会, 受賞日: 2013/12/6
12) 受賞者名: 邊見 佳輝,三浦 慎平,仲尾 友希,住谷 秀保, 受賞名： Oral Presenter Award，授与者： (社)電気学会
東京支部茨城講演会, 受賞日: 2013/11/24【特許】1) 発明者: 増澤徹，佐々木瑛祐, 出願人: 増澤徹, 発明の名称: ｢ポンプ装置｣, 特許第 5408707 号, 2013.11.15 登録2) 発明者: 増澤徹，佐々木瑛祐, 出願人: 国立大学法人茨城大学, 発明の名称: ｢磁気浮上制御装置およびハイブリ
ッド型磁気軸受け｣, 特許第 5465249 号, 2014.1.31 登録
3) 発明者: 増澤徹，佐々木瑛祐, 出願人: 国立大学法人茨城大学, 発明の名称: ｢Magnetic levitation control device
and hybrid type magnetic bearing｣, 豪国特許第 2010272054 号, 2013.12.24 登録
4) 発明者: 岸田晶夫，木村剛，舩本誠一，増澤徹，出願人: 国立大学法人東京医科歯科大学，国立大学法人茨城大学, 発明の名称: ｢発熱装置及び生体組織接着装置｣, 特許第 5462530 号，2014.1.24 登録
5) 発明者: 増澤徹，青代敏行, 出願人: 国立大学法人茨城大学, 発明の名称: ｢組織自己接合型体内挿入管及び該
体内挿入管との接合方法｣, 出願番号: PCT/JP2013/063880，PCT 出願日：2013.05.14
6) 発明者: 尾関和秀, 出願人: 国立大学法人茨城大学, 発明の名称: ｢骨形成促進物質含有のリン酸塩型セラミック
薄膜及び該薄膜を表面層として有する骨組織インプラントとその製造方法｣, 出願番号: 特願 2014-9166
7) 発明者: 西泰行, 菊池伯夫, 出願人: 株式会社茨城製作所, 発明の名称: ｢羽根車を有する流体機械および流体機
械を備えた流体発電装置｣, 出願番号: 特願 2013-193452.
8) 発明者: 久保田俊夫, 出願人: 国立大学法人茨城大学,旭硝子株式会社, 発明の名称: ｢含フッ素化合物｣, 出願
番号：特願 2014-030065．
【新聞報道等】
1) 見出し「小型シンプル水力発電機」,新聞社または雑誌名：朝日新聞,掲載日：2013/11/1(西)2) 見出し「軽水力発電機 出力 4 倍実現」,新聞社または雑誌名：日刊工業新聞,掲載日：2013/12/3(西)3) 見出し「持ち運べる水力発電機」,新聞社または雑誌名：読売新聞,掲載日：2013/12/16(西)4) 見出し｢持ち運べる水力発電機」,新聞社または雑誌名：東京新聞,掲載日：2014/1/10(西)5) 見出し「衝突安全技術が向上」,新聞社または雑誌名：茨城新聞,掲載日：2013/02/05 (道辻)
【競争的資金獲得】
1.申請した競争的資金等の外部資金
1) 平成 25 年 独立行政法人科学技術振興機構 研究成果最適展開支援事業（A-STEP）【フィージビリティスタディ（探索タイプ）】,「複合低エネルギー接合を利用した金属薄膜止血パッチの研究開発」, 1,700 千円,2013 年度(増澤)2) 第 31 回（平成 25 年度）公益財団法人カシオ科学振興財団研究助成，「心機能回復治療に対応した心拍同期型磁気浮上循環補助デバイスの研究開発」，1,000 千円,2013 年度〜2014 年(増澤)3) 第 29 回（2013 年度）マツダ研究助成，「新しい循環器病治療のための世界最小最薄の磁気浮上補助人工心臓の研究開発」， 2,000 千円,2013 年度〜2014 年(増澤)4) 公益財団法人 ライフサイエンス振興財団，「新しい循環器病治療のための薄小型磁気浮上血液ポンプの研究開発」，
1,000 千円,2014 年度(増澤)5) 公益財団法人 御器谷科学技術財団平成２５年度研究助成，「シングル磁気浮上モータによる全置換型人工心臓の研究開発」， 1,000 千円,2014 年度(増澤)6) 公益財団法人 住友財団基礎科学件空有助成，「シングル磁気浮上モータを用いた全置換型人工心臓の研究開発」，-52-

5,000 千円,2013 年度〜2014 年(増澤)7) 第 45 回（2013 年度）内藤記念科学奨励金・研究助成，「薄小型磁気浮上カスケードポンプによる次世代型循環補助
デバイスの研究開発」，3,000 千円,2013 年度～2014 年(増澤)8) 公益財団法人 NSK メカトロニクス技術高度化財団 メカトロニクス技術高度化「研究助成」（２０１３年度事業分）,「世界初・世界最小の連続流ポンプ全置換型磁気浮上人工心臓の研究開発」，1,990 千円,2014 年度〜2015 年(増澤)9) 平成 24 年 独立行政法人科学技術振興機構 研究成果最適展開支援事業（A-STEP)【フィージビリティスタディ（探索タイプ）】,「歯科矯正用インプラントを目的とした炭酸含有アパタイト薄膜の開発」, 1,700 千円, 2013 年度～2014 年度.
(尾関)10) 平成 26 年度 独立行政法人科学技術振興機構 研究成果最適展開支援事業（A-STEP)【産学共同促進ステージ
ハイリスク挑戦タイプ（復興促進型）】,「既設管路や開水路の超低落差を利用した可搬型の超小型軸流水車の開発」,
20,000 千円, 2014 年度～2015 年度．(李)2.申請した科学研究費補助金
1) 文部科学省

平成２５年度 基盤研究（S）,「世界をリードする簡単植え込み・感染フリー薄小型磁気浮上循環補助シ

ステムの研究開発」, 199,680 千円，2013 年度～2017 年度(増澤)2) 文部科学省

平成２５年度 基盤研究（A）,「世界をリードする簡単植え込み可能な薄小型磁気浮上循環補助システ

ムの研究開発」, 49,960 千円，2013 年度～2016 年度(増澤)3) 文部科学省 平成 25 年度 挑戦的萌芽研究,「単一磁気浮上モータ完全置換型人工心臓の左右流量バランス制御機構に関する研究」, 4,984 千円，2013 年度～2015 年度(増澤)4) 文部科学省 日本学術振興会特別研究員 DC2 長真啓，「人工心臓用アキシャル型磁気浮上モータの小型化・高効率化」，1,200 千円，2013 年度(増澤)5) 文部科学省 日本学術振興会特別研究員 DC2 村上倫子，「磁気浮上モータの受動安定性の解明と薄型補助人工心臓への応用」，1,200 千円，2013 年度(増澤)6) 文部科学省

平成 26 年度 若手研究（B）,「Research and development of a new quantitative flow visualization

technique for micro-scale flow field based on quantum dots」, 5,000 千円,2014 年度～2017 年度．(李)7) 文部科学省 平成 26 年度 基盤（C）,「PCM と CNT 流体による熱輸送と蓄熱のエコハイブリッドシステムに関する研究」, 5,000 千円,2014 年度～2016 年度．（李）8) 日本学術振興会 平成 25 年度 基盤研究（C）,「海水を利用した生物学的排水処理手法の開発」, 1,820 千円,2012
年度～2014 年度．(藤田)9) 文部科学省

平成 26 年度 基盤研究(C),「一般トイレ利用可能・車いすに常備できる折りたたみ移乗器の開発」,

4,995 千円,2014 年度～2016 年度．(森)10) 文部科学省

平成 26 年度 基盤研究（B）（分担）,「自動車の自動運転技術のための危険予測運転メカニズム」,

2,000 千円,2014 年度～2016 年度．(道辻)11) 文部科学省 平成 25 年度 基盤研究(C), 「両心補助人工心臓用小型・高性能５軸制御セルフベアリングモータに関する研究」, 4,290 千円, 2013 年度～2015 年度．(松田)12) 文部科学省 平成 26 年度 基盤研究（B）（一般）,「ペルフルオロシクロペンタン環含有新規透明ポリマー，ポリオー
ルへのアプローチ」, 19,152 千円，2014 年度～2016 年度．(久保田)13) 平成 26 年度 挑戦的萌芽研究「オプトエレクトロニクス材料を指向した完全ジグザグ含フッ素高分子の高度制御」,
4,934 千円,2014 年度～2015 年度．(久保田)14) 文部科学省 科学研究費補助金 基盤研究（B)，「網羅的視座から解き明かすヘビの多様な運動パターンの発現機序」，20,000 千円，2014～2016 年度
15) 文部科学省 科学研究費補助金 基盤研究（C)，「ヘビの周期運動・押し付け運動の統合制御モデルの提案」，4,206-53-

千円，2014～2015 年度
3.採択された競争的資金等の外部資金
1) JST A ステップ探索タイプ, 「高導電酸化チタン薄膜形成技術の開発と多機能化に関する研究」, 1,690 千円,2012.10～2013.9 （継続）(山内)
2) 共同研究（金澤工業株式会社）, 材料ペレット製造装置の開発, 450 千円, 2013 年度.(田中)3) 共同研究費： ゆらぎ制御信号による不安軽減足部マッサージャ開発 (吉田精工) 315 千円 2013 年度～2014 年度.(住谷)4) 平成 25 年 独立行政法人科学技術振興機構 研究成果最適展開支援事業（A-STEP）【フィージビリティスタディ（探索タイプ）】,「アラゴスポットを利用した球状物体の直径計測法の開発」, 1,690 千円, 2012 年度～2013 年度.(辻)4.採択された科学研究費補助金
1) 公益財団法人 NSK メカトロニクス技術高度化財団 メカトロニクス技術高度化「研究助成」（2013 年度事業分）,「世界初・世界最小の連続流ポンプ全置換型磁気浮上人工心臓の研究開発」，1,990 千円,2014 年度〜2015 年度.(増澤)2) 文部科学省 日本学術振興会特別研究員 DC2 長真啓，「人工心臓用アキシャル型磁気浮上モータの小型化・高効率化」，900 千円，2013 年度.(増澤)3) 文部科学省

日本学術振興会特別研究員 DC2 村上倫子，「磁気浮上モータの受動安定性の解明と薄型補助人工心臓への応用」，1,100 千円，2013 年度.(増澤)4) 文部科学省 平成 24 年度 挑戦的萌芽,「糖結晶ＴＨｚエミッターの開発」4,030 千円, 2012 年度～2014 年度.（継続）(山内)5) 文部科学省 平成 13 年度 若手研究(B),「シミュレーションとロボットを用いた四足動物の移動パターン生成原理の究明」4,290 千円,2013 年度～2014 年度．(福岡)6) 文部科学省（日本学術振興会） 平成 25 年度 基盤研究(C),「磁気ビーズと集積化磁気センサを利用した細胞観測・順送り運搬システムに関する研究」, 3,900 千円,2013 年度～2015 年度．(木村)7) 文部科学省 平成 24 年度 科学研究費補助金,「自励振動発生時の流れの可視化」, 900 千円,2012 年度～2013 年
度．(李)8) 日本学術振興会 平成 25 年度 基盤研究（C）,「海水を利用した生物学的排水処理手法の開発」, 1,820 千円,2012
年度～2014 年度．(藤田)9) 文部科学省

平成 25 年度 基盤研究（C）, 「連続流人工心臓用小型・高性能・高効率セルフベアリングモータの研究」, 4,290 千円, 2013 年度～2015 年度．(松田)-54-

3.中間報告2013.05.29

ライフサポート科学
生命支援・生活支援・最適快適環境創出の機器および技術開発

重点研究中間評価報告

少子化・高齢化社会「人の暮らしを豊かにする
ライフサポート科学の創成」

生活の質（Quality of Life: QOL）の向上

人の生活に密着した領域の科学
ライフサポート科学の発展

研究代表者

サブプロジェクト
•増澤徹（工学部機械工学科）•••

心機能補助システム：磁気浮上
人工心臓の研究開発
視覚障がい者のための支援機
器，および福祉機器の開発
高齢運転ドライバの危険予測能力向上シミュレータの開発
生活環境重視型ナノ・ピコ水車
発電システムの開発

三領域の有機的連携による推進

研究の概要

本プロジェクトの目標

少子化・高齢社会において人々が幸せな社会生活を送るためには、可能な限り健康で、労働に従事でき、充実した人生を送ることが望まれる。高齢化による機能低下を防ぎ、QOL（生活の質）の向上を図るた
めには、人の生活に密着した領域の科学技術：ライ
フサポート科学を発展させる必要がある。
人の生命の支援、機能の補助、環境の充実を目指
した科学技術の研究開発を行い、豊かな人々の暮ら
しと生き生きとした活社会を実現する科学技術の創成を目指す。

茨城大学の特徴ある研究領域として「ライフサポート科学研究領域の確立」
を目指す。
「生命支援」、「生活支援」、「環境創出」の観点から、人の内部・外部（医療・福祉・環境）を総合的にサポートする新しい工学
技術の開発を指す。

研究領域と参加教員

学術的意義

１）生命支援領域：8名○心機能補助システムの研究開発：増澤徹（機械・教授）、田中伸厚（機械・教授）、
松田健一（機械・准教授）、木村孝之（電気・准教授）○バイオMEMSによる生命支援技術の開発：王東方（機械・准教授）○薄膜技術による生体材料表面処理技術の開発：尾関和秀（機械・准教授）、山内智（物質・准教授）、久保田俊夫（物質・教授）

人の生活に密着したライフサポート科学技術は「安全」、「快適」、「小型」、「効率的」など、従来の産業界における「ものづくり」に増して要求が高い。特に対象が「人」であるため、学術的にチャレンジング
な研究課題の宝庫である。
ライフサポート科学の創出には工学のみならず多方面の知識の活用と新しい観点からの研究開発が必須であり，多方面の専門家の相乗的効果による新たな学術的成果を生み出すインキュベータとして多いに期待ができる。

２）生活支援領域：7名○福祉機器・パワーアシストシステムの開発：近藤良（機械・教授）、清水年美（機械・准教授）、森善一（知能・准教授）、井上康介（知能・講師）、福岡泰宏（知能・准教授）○レーザ計測、脳波解析等による生体計測技術の開発： 辻龍介（メディア・准教授）、
住谷秀保（知能・助教）
３）環境創出領域：5名○最適・快適環境創出のための計測制御技術・評価技術の開発：稲垣照美（機械・教授）、道辻洋平（機械・准教授）、湊淳（応用粒子線・准教授）、藤田昌史（都市・准教授）西泰行（機械・准教授）-55-

社会的意義茨城大学における波及効果

高齢社会である現在、ライフイノベーションによる健康維持、労働力確保は国策としても重要な課題である。人工心臓に代表される生命支援機
器、人体機能補助を目指した機構・ロボットの開発、快適環境の創出等の本研究成果は社会貢献に直結する。人々の暮らしの向上，生き生きとした活社会の創成を目指したライフサポート科学
技術の創造の社会への波及効果は極めて高い。

１．特徴ある茨城大学研究領域の創出
２．博士後期課程新講座の開講による新しい研究者育成教育分野の創出
３．専門分野横断型研究の推進による学際的学内知の結集
４．多分野研究シナジー効果による茨城大学の研究活性

３年間の主な活動内容

３年間の主な活動内容

１．各研究領域幹事によるプロジェクト運営
体制の構築
２．国内外のキーパーソンを迎えた重点研究
講演会（毎年）の実施
３．若手研究支援による新たな次世代を担う
研究シーズの構築
４．グループ研究へ向けた検討
５．工学部附属ライフサポート科学教育研究センターの設立
６．博士後期課程教育プログラムの提案
７．大学シーズの発信

１．各研究領域幹事によるプロジェクト運営
体制の構築
２．国内外のキーパーソンを迎えた重点研究
講演会（毎年）の実施
３．若手研究支援による新たな次世代を担う
研究シーズの構築
４．グループ研究へ向けた検討
５．工学部附属ライフサポート科学教育研究センターの設立
６．博士後期課程教育プログラムの提案
７．大学シーズの発信

３年間の研究成果(2010〜2012)

研

１．査読付き英語論文
２．その他の査読付き論文
３．著書
４．国際会議論文
５．学会賞受賞
６．特許出願７．新聞報道等

究

-56-

４７編
５３編
５編
５４編
２４件
１８件
６件

獲得外部資金(2010〜2012)
総額

１０２,６０８千円

科研費
12件
JST A‐STEP 12件
その他
10件

５８,９７０千円
２０,７４８千円
２２,８９０千円

大型資金獲得の試み
平成２５年度科研費申請（不採用）
基盤研究S「世界をリードする簡単植え込み・感染フリー薄小型磁気浮上循環補助システムの研究」
１９９,６８０千円
基盤研究A「世界をリードする簡単植え込み可能な薄小型磁
気浮上循環補助システムの研究開発」
４９,９６０千円

獲得学内資金茨城大学インキュベートプロジェクト「低エネルギー複合化による新しい生体組織接合技術の確立」
4,５００千円/2011年度～2013年度

茨城大学発 磁気浮上人工心臓
Implantable VAD
for pediatric patients
Miniaturized

１）生命支援領域
Multi pumps

High flow,
Low flow
for acute failure for mild failure

Total artificial heart

増澤

長期補助人工心臓増澤

全置換型人工心臓

増澤

磁気浮上摩擦（カスケード）ポンプ

ペースメーカーライクな使用を想定
低流量補助 2 L/min定期的取替えによる10 年以上の長期使用
経済性の追求-> 簡単に植え込める薄小なデバイスの提案

18

-57-

心臓治療用体外循環ポンプ

増澤尾関

歯科インプラントの高機能化

更に骨誘導に優れる
膜の必要性
骨量の足りない患者（特に高齢者）に対する治療不適用のケース

Pump casing
Maglev motor

ストロンチウム（Sr）に着目

2009年：ハイドロキシア
パタイト（HA）薄膜を用いた歯科インプラントの実用化

Levitated
impeller

ストロンチウム
骨芽細胞刺激破骨細胞の抑制尾関

HAに対するSr比率制御技術の確立

温度37ºC，21日培養

X線回折測定結果

Vacuum chamber
SubstrateTi

尾関骨形成能評価
骨芽細胞

Ti Ti

Sr100
Plasma
Ar

Ar

＋

＋

Ar

＋

Ar

Sr80

＋

画像解析

Sr0

0

Sr20

20

Sr40

40

Sr60

60

Sr80

80

Sr100

100

Sr60
Sr40

Bone formation area [mm2]サンプル名称 Sr/(Ca+Sr) at%

Intensity [a.u.]

Target

Sr20
Sr0
10

20

30

40

50

2θ[deg]

HAに対するSr比率を0～100%まで制御することに成功*< 0.05

30
*

25

*

Sr40及び60において、
従来HA薄膜に比べ、有意に高い骨形成面積が認められた

20
15
10
5
0
Sr0

Sr20

Sr40

Sr60

Sr80 Sr100

Ti

近藤

半身麻痺者歩行支援
操作レバー

右

左

２）生活支援領域
制御装置

バッテリ
脚支援装置
: 麻痺部分
片麻痺患者
右半身麻痺

-58-

森

立位安定化：足裏感覚代替フィードバック
ZMP

軽度下肢障がい者の一般トイレ
利用を可能にする歩行補助具

ZMPの視覚提示液晶ディスプレイ

目的： 車椅子利用者が，介助者なしで，一般トイレを利用できるようになる機器の開発
対象： 麻痺レベルL4の障がい者 (腕：障がいなし，大腿：動く)
手段： 狭所の通り抜け ⇒ 杖を用いた歩行により解決
ロード
セル

・高い操作性ロフストランドクラッチがベース

触覚提示装置プランジャ・座位から立位へシームレス
ロッキングチェア計上の脚起立時
歩行時

8 [mm]

ソレノイド

杖位置
後方
前方

杖長さ
短い
長い

・小型・軽量，低価格
ガススプリングによる伸縮動作

近藤

森

森

車椅子に携帯できる
折りたたみ式移乗器の開発

車椅子に携帯できる
折りたたみ式移乗器の開発

目的： 車椅子利用者が，外出先で利用できる移乗器の開発

特長： 3) 小型・軽量（10 kg），折りたたみ式
車椅子に携帯可能

対象： 四肢に障がいを持つ障がい者・高齢者
特長： 1) 上方ではなく，水平に近い経路で持ち上げる．
必要なモーメントを最小 (スライディング機構）
2) 移乗後は利用者の重心が前方へ移動している．
機器が倒れにくく安定

高さ調整機構実験：

114 cmスライディング
機構(a) 機構無し

×(b) 機構
有り

36 cm

○

高→
大きな力
が必要

低→
小さな力
でＯＫ

安定性= 低安定性= 高72 cm

被験者の体重= 73 kg
必要な力：
水平= 7 kgf
垂直（下）= 14 kgf
ハンドル= 1.4 kgf
垂直（上）= 16 kgf

住谷研究室 ライフサポート技術(ＥＯＧ電位解析・認知解析・触覚利用コミュニケーション支援）

Eye Movement
in a Direction

Of ‐linef Process

EEG Montage /EEG Analysis

Reference Pattern
Extraction

Data
Transfer

Automatic Discriminator)

O ‐linen ProcessInput Eye induced ERP

上 下 左 右 上

Function Assignment
Cursorcontrol

３）環境創出領域

Robot
ControlTi ×1 m
me 0
(
0

s
)

ObjectControl

眼球操作リアルタイムBCI/BMI

カメラにより画像を取得

危険情報早期伝達広視野人物位置伝達デバイス

画像送信

顔検出

首下麻痺重度障がい者操作支援眼球操作
マウス （IRID）

-59-

西

西

自然流体エネルギー利用機器の開発研究①

自然流体エネルギー利用機器の開発研究②

風力・水力など自然流体エネルギーの多くは、比較的小規模で地域性が強い⇒周辺環境に配慮しつつ、その仕様や用途に応じた機器の開発

発電機

集水装置を有する軸流水車
・取水堰不要で、開水路流れの運動エネルギーを利用・集水装置による増速作用により出力増加
・可搬性に優れ、土木工事不要で簡易設置できる

下掛け式クロスフロー水車
・管路用クロスフロー水車を簡素化し、開水路へ適用
・羽根車内を貫流させ、効率良く2度仕事を受け取る

集水装置

・羽根車単体に対して約3倍の出力向上を実現
・試作機（羽根車外径380mm）は、平均流速1.59m/s、
水深530mmの水路で約147Wの水車出力を実現

・高回転域まで水車効率が高く、従来型水車の約1.9倍の水車効率を実現
・自由表面を有する複雑流れ場を解明⇒高性能化へ

流れ

羽根車

試作機

高

水車

羽根車+集水装置

約3倍

羽根車

低

数値解析結果

実験結果

出力係数CWの比較

水車内部の流れ場

危険予測運転支援システムに関する研究（道辻研究室）

集水装置周りの流れ場

実証試験の様子危険予測運転支援システムに関する研究（道辻研究室）⇒危険予測トレーニングの具体化＜背景＞
自動車メーカー各社から，飛び出し歩行者（顕在危険）に対する自動ブレーキ技術が開発され普及にともなう事故件数の減少が予想される．今後は“交通事故死傷者ゼロ化”を目指した，さらに新しい予防安全技術開発の競争が活発化．
＜目的＞
歩行者が飛び出してきそうな“危険予測”まで踏み込んだ，新しい運転支援システムの提案および危険予測能力を向上させる運転教育の方法を検討する．
＜手段＞
ドライブレコーダを活用したリアルワールドの歩行者特性分析．ドライビングシミュレータ（DS）を活用し，新しい予防安全システムや運転教育方法のアイデアを具体化．

安全な運転

CGにより，ヒヤリハット場面を客観的にみえる化
ドライバ視点E13

CGにより，事故場面をみえる化（茨城大・東大の共同体制）

1

リスク知覚能力（一時停止交差点における確認率）
E12

0.8
E7

ハザード知覚能力
0.6 E3 (運転時有効視野視標検出率)

0.35

0.4

E1

E14

E5

0.45 0.5
0.4

0.55

E9

0.6

0.65

0.2
E11

歩行者(第三者)視点

実運転データに基づく事故シミュ
レーションにより，エピソード記憶として残すことを目指す教育支援

飛び出し歩行者
飛び出し歩行者

教育評価は，ドライブレコーダの実行動分析により評価

歩行者飛び出しヒヤリハットの実例（ドライブレコーダ収集データ）

高齢ドライバのリスク知覚能力を高めるよう運転教育，ハザード知覚能力の低下を補い安全運転行動へ構築した歩行者飛び出しシーンの一例（シミュレーションによる再現）

危険予測運転支援システムに関する研究（道辻研究室）⇒信号切り替わり時のドライバの迷いを取り除く運転支援システムを提案
H25年度工学部パンフレット掲載(a)

ドライブレコーダによる対歩行者ニアミス（黄信号場面の実際のヒヤリハット）

教
危険予測運転支援ドライビン
グシミュレータによる評価(b) 黄信号における迷いを取り除く運転支援（車載信号による停止支援シミュレーション）（DSにより支援タイミング
やHMIをさらに開発予定）＜成果＞
・特許出願： 交通信号制御装置，特願2011-264279
・外部資金： 受託研究（（独）鉄道・運輸機構，基礎的研究推進制度（H22～H24）に採択される．
総額50,000千円，４大学共同申請のプロジェクトにおいて茨城大学が総括を担当
・プレス発表１．交通新聞，2012年10月16日”危険予測運転メカ解明－ヒヤリハットデータ3万件分析‐”
２．茨城新聞，2013年2月5日“衝突安全技術が向上”

-60-

育

文理医融合による高度専門職業人養成博士後期課程教育プログラムの新設
ーライフサポート工学からライフサポート科学へー
茨城県 医療過疎地域
本格的な高齢化社会の到来(2020年 65才以上人口:20%)(人口対医師数：全国47都道府県中第46位(H20))

地域医療貢献ライフサポート科学
人間科学

ライフサポート
工学

医学

文理医融合による高度専門職業人養成
茨城大学 博士後期課程
更なる研究推進
地域産業貢献国際的な研究ライフサポート科学の高度専門職業人の供給
最先端の生命・生活支援科学技
術とそれが人々・社会に与える影
響を理解することで、多角的な視点から人々のQOL向上、Wellbeing社会の構築に貢献できる
ライフサポート科学の専門職業人

社会貢献

QOLの向上，Well‐being社会の構築

産業

国施策「ライフイノベーションによる健康大国戦略」への貢献と地域貢献

技術移転可能な基礎技術

社会的意義（１）センシング技術，制御技術，インテリジェン
ト化技術，モータ技術，磁気浮上技術などのメカトロニクス技術全般（２）機械の小型化，高度化，最適化技術（３）金属表面修飾や生体適合化技術（４）人体計測，人間動作計測・シミュレーション，
環境計測技術（５）環境低負荷技術

高齢社会である現在、ライフイノベーションによる健康維持、労働力確保は国策としても重要な課題である。人工心臓に代表される生命支援機器、人体機能補助を目指した機構・ロボットの開発、快適環境の創出等の本研究成果は社会貢献に直結する。人々の暮らしの向上，生き生きとした活社会の創成を目指した「ライフサポート科学技術の創造」の社会への波及効果は極めて高い。

茨城県から世界へライフサポート技術を発信！

H25年度からメカトロニクス技術を中心に社会人教育を開始．

大学シーズの発信

重点研究前期総括

経済産業省平成23年度「工業品等に係るビ
ジネスマッチング・商品開発支援事業」
常陽ものづくり企業フォーラムnextX（ネクスト
テン）への参加○３年間の活動を通して各研究領域の研究の深化を図ることができた。
○若手研究のサポートを行うことで茨城大学次世代を担う研究シーズの構築が図れた。
○各領域の教員協力体制を構築できた。
○工学部附属ライフサポート科学教育研究センターの設立を図ることができた。
○博士後期課程学野横断型教育プログラム「文理融合による高度専門職業人養成博士後期課
程教育プログラム：ライフサポート科学」を提案
できた。

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重点研究後期の活動計画○工学部附属ライフサポート科学教育研究セン
ターを基軸に研究、教育、社会貢献を図っていく。
○研究に関しては各領域での共同研究の立ち上げ、外部資金導入の一層の努力を行う。
○教育に関しては大学院改組と連動して文理融合博士後期課程教育の立ち上げを検討する。
○社会貢献に関してはメカトロニクス技術を中心に社会人を対象として教育を企画する。

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茨城大学工学部附属ライフサポート科学教育研究センター

２０１３年度報告書
発行日

平成 26 年 3 月

発行者

茨城大学 工学部 機械工学科
教授 増澤 徹〒316-8511 日立市中成沢町 4-12-1
Tel: 0294-38-5250 Fax: 0294-38-5047※禁無断転載茨城大学重点研究
http://www.ibaraki.ac.jp/generalinfo/activity/researching/juuten/
茨城大学工学部附属教育研究センター
http://www.eng.ibaraki.ac.jp/research/centers/index.html
ライフサポート科学教育研究センター
http://www.eng.ibaraki.ac.jp/research/centers/life/index.html