東京大学産学連携プロポーザル

真核生物の遺伝子では、翻訳されるDNA塩基配列（エクソン）は、翻訳されない塩基配列（イントロン）によって分断されている。このエクソンは蛋白質の機能単位に対応しており、イントロンを「のりしろ」とするエクソンの組み換え（エクソン・シャッフリング）により、蛋白質が進化したとの仮説がある。また、立体構造解析から、蛋白質は連続した１０～４０残基前後のアミノ酸残基からなる構造単位（モジュール）から構成されており、エクソンは、このモジュールに対応していることが提唱されている。 この研究室では、このような蛋白質のモジュール・シャッフリング仮説に着目し、新規蛋白質の創製と機能解析を研究している。即ち、エクソン遺伝子の組合せを設計し、大腸菌や酵母菌で発現させて様々なモジュール置換蛋白質を作製すると共に、この置換蛋白質の構造及び機能を解析している。現在、細胞増殖、分化、細胞死などを人工的に制御にする新規蛋白質の創製を目指している。  

これまで、確率論的リスク概念に基づくリスクマネジメントが、技術社会システムの安全性向上に大きく貢献してきた。しかし、リーマンショックや東日本大震災を経験した今日、さまざまな部門でリスクマネジメントに関する新しい考え方が求められていると言っても過言でない。 このような背景からレジリエンスという概念が注目を集めている。レジリエンスとは、外乱やシステム内部の変動がシステムの全体機能に与える影響を吸収し、状態を平常に保つシステムの能力、あるいは、想定を超えるような外乱が加わった場合であっても機能を大きく損なわない、損なったとしても早期に機能回復できるシステムの能力を意味する。レジリエンスの概念は、従来の静的なリスクマネジメントを拡張、補強し、リスクマネジメントが十分だったとしてもなお残ってしまう残余のリスクに対処するための有効なアプローチを提供するものと期待される。そこで、レジリエントなシステム実現のための学理と方法論に関するレジリエンス工学の研究が、社会からの要請に応える意味で必要である。 この研究室では、人工物のみならず人間や組織の振舞いまでも含む先端的なシミュレーション技術を活用し、巨大で複雑な技術社会システムのレジリエンスを評価し、レジリエンスを工学的に造り込むための研究を行っている。たとえば、首都圏の複合重要インフラシステムの大規模災害に対する脆弱性評価と安全保障政策の研究である。

　超臨界状態の水中では、有害物質の酸化分解反応が極めて高速に進行する。超臨界水酸化と呼ばれるこの反応は、新しい有害な化学物質の処理法として期待されており、その利用によって、各種有害廃液や有害廃棄物を排出された原点（オンサイト）で処理するためのコンパクトな処理装置の構築が可能となる。 　この研究室では、有害廃液の処理について二酸化マンガン等の固体触媒を併用すると、有害物質の分解がさらに高効率かつ完全に進行することを見出している。企業の共同研究を通じて、実験室から排出される有機系廃液のオンサイト処理装置を開発している。 　一方、医療廃棄物をはじめとする有害廃棄物は、その処理を厳重に行う必要性が高まってきている。現在主に行われている廃棄物の集約後に焼却する処理は、有害廃棄物の移動に伴う環境漏洩、不適切処理等のリスクを抱えており、その解決には排出された場所（オンサイト）で処理するシステムの活用が有効である。 　この研究室では、超臨界水酸化反応を利用することで、感染性物質の付着が懸念される注射器などの医療系廃棄物を使用後そのままの状態で完全酸化分解し、原形を残さずにオンサイト処理を行う処理システムの開発を行っている。この”魔法のゴミ箱”とも呼べる処理システムは、超臨界状態の水中では有機物質の酸化分解反応が400～500℃程度の比較的低温で、またコンパクトな装置で行えるために可能となるものである。 　この技術は医療系廃棄物だけでなく、管理や移動にリスクを伴う様々な有害廃棄物に適用可能と考えており、近年ではふぐ含毒部位の処理に利用可能であることを報告している。

炭素繊維複合材料（CFRP）をはじめとする複合材料は、軽量で優れた力学的特性（強度、剛性、耐久性など）を有することから、航空機・自動車などの大型輸送システムや、圧力容器・風力発電ブレードなどのエネルギーシステムの構造部材への適用が進められている。当研究室では、成形・試作、構造解析、実験評価といった一連の研究開発を行える環境を有しており、各種構造部材や機能性部材への応用展開を狙っている。

この研究室では、最先端の高分解能分析電子顕微鏡法、収差補正走査透過電子顕微鏡法や ナノプローブ分析電子顕微鏡法などを駆使して、構造および機能セラミックスをはじめとする各種先端材料に関する原子および電子レベルでの構造解析技術を確立している。また、これらの構造解析データと粒界・界面での原子配列についての理論計算を併用することによって、新しい材料機能創出のための設計指針を得ている。

　金属塩の水溶液を急速に超臨界状態にすると、金属塩の溶解度が急激に低下することで大きな過飽和度が与えられ、金属や金属酸化物のナノ粒子が生成する。この手法は超臨界水熱合成法と呼ばれ、粒径や分布を制御したナノ粒子を合成可能な技術として注目されている。 　この研究室では、イオン伝導体や誘電体、光触媒などの分野で応用が期待される複合酸化物ナノ粒子の合成について検討を進めている。特にBaZrO3ナノ粒子の合成について、ミリ秒オーダーでBa欠陥の多い構造が形成した後、秒オーダーでBaが取り込まれるという粒子の詳細な生成機構を明らかにし、反応時間の制御でナノ粒子の物性に大きく寄与するBa欠陥量の制御が可能であることを見出している。また酸化セリウムナノ粒子の合成について、温度に応じた晶析過程の違いを適切に利用することで、粒径分布を大きくせずにサイズを制御できる可能性を見出している。このように、ナノ粒子の生成機構の解明とそれに基づいたナノ粒子の物性制御を得意としている。 　また、超臨界水中ではナノ粒子と有機修飾剤が共存する場合、粒子表面をその場で修飾したナノ粒子の合成が可能である。このような有機修飾を行うことで、ポリマーへの良分散性を獲得することや、ドラッグデリバリーなどに利用することが可能となる。この研究室では、有機ケイ素化合物による表面修飾銅ナノ粒子・表面修飾酸化鉄ナノ粒子の合成が可能であることを見出しており、反応時間や修飾剤導入のタイミング等の制御による表面修飾量の制御を目指した検討を進めている。

我々が人やサービス、もの等に対して感じる「魅力」や「共感」に興味がある。なぜ、どのようにその魅力を感じるのかを解析し、魅力度の予測や要因解析、魅力度向上のための仕掛け作りなどを行っている。「刺さる」「映える」「響く」などを工学的に解析・再現したいと考えている。 プレゼン・講義・会見・面接などの解析・評価・改善 広告・CM動画の印象解析・効果予測・デザイン支援 SNSにおける人気度予測と人気獲得支援 インスタグラマー・Youtuberの分析・推薦 消費動向解析 (ブランド間距離、潜在顧客検出) マッチング・推薦 (婚活、人事、ファッション) 魅力的な画像編集 (デザイン、インスタ映え) 不動産情報処理 (間取検索、物件の魅力解析、街作り) 画像・映像の品質評価・向上 写真撮影・映像編集支援 AIを用いた効率的・効果的な学習・教育  

ブロックチェーンは、追記更新と随時検証が可能な形で、取引記録や処理記録などを分散共有管理する自律分散システムである。2009年に登場した仮想通貨ビットコインで使われて以来、フィンテックだけでなく、小口電力売買管理、食料サプライチェーン管理、医療情報システム管理などの応用に期待が集まり、活用事例も増えている。松浦研は、ビットコインの登場以前から、ブロックチェーンを支える主要技術や経済工学的理論の多くに関する先駆的な研究成果を挙げている（仮想通貨の採掘に使う作業証明技術は1998年、デジタルタイムスタンプ技術は1999年、仮想通貨のトークンモデルとその金融派生商品は2001年、記録の証拠性を支える電子公表技術は2003年）。また、本格的な科学的評価を経ずに実用化が過熱している問題を克服するため、国際的な研究ネットワークの初期ノードの一つを2016年から運用し、産学連携活動であるBASEアライアンスを2017年に立ち上げるなど、ブロックチェーンを基盤技術として育てる環境を整えている。

ジェットエンジン、ターボ機械等の研究を行っているこの研究室では、これら機器内部で起きる高速流の解析に必要な実験施設、装置を豊富に有するとともに、充実した計算機環境を利用した数値流体解析が可能で、多くの研究実績を有している。これらをもとに、ジェットエンジン、ターボ機械等流体機械内部で起きる不安定流れ、それに伴う異常振動等に関しての解析が可能である。

マニピュレータ・移動ロボット等各種ロボットの行動制御(機種選定，配置設計，作業手順生成，軌道生成など)を簡易に行える技術を開発して、例えば組立等の作業を行なう既存の生産ラインに各種のロボットを円滑に導入可能な設計論の構築を目指して研究を進めている。当研究室では当該分野についていくつかの研究の蓄積がなされている。