東京大学産学連携プロポーザル

均質ナノ多孔空間をもつ材料を触媒として利用しても、その構造特性をフルに活用できる触媒反応例（例えば，形状選択的反応）は実際にはほとんどみられないのが現状である。したがって、ゼオライトやメソポーラスシリカなど、均質ナノ空間を真の意味で活用するアプリケーションのアイディアが求められており、またその存在意義を深めるモチベーションが強く望まれている。 この研究室では、均質な空間に閉じ込められたエネルギー保有物質が均質なエネルギーを系に返還することが出来ることに注目し、均質ナノ空間閉じ込め材料による熱の出し入れを行う発想を得た。非常に幅の狭い温度域で熱の吸収・放出が可能な素材として、相変化物質と相転移温度が挙げられる。メソポーラスシリカの細孔内部に相変化物質を挿入し、吸熱・発熱挙動を熱測定を行い観察した。メソポーラスシリカ細孔内部で固液相変化が起こっていること、液相は界面張力により漏出しないこと、バルク体と比べると細孔壁との相互作用により回収できる熱が低下すること、繰り返し熱の吸収・放出が可能となることを発見した。このことは、多孔空間の表面で行うエネルギー変換と、多孔空間そのものを活用するエネルギー貯蔵とで役割を変化させ、利用可能なナノ多孔空間を構築することができることを示した例である。

　香りは、人の心理・生理・情動・行動に作用し、食事を始めとして私たちの暮らしのさまざまな場面で生活の質を左右しています。また、快適さや安心感、わくわく感など、幼少者から高齢者まで多くの方々の心の豊かさを高める可能性を秘めています。 　しかしながら、香りが脳や身体に及ぼす影響についてはまだわからないことが多く、香りの持つ機能を十分に活用できていないのが現状です。具体的には、人が光を感知する受容体が4種類であるのに対し、香りを感じる嗅覚受容体は396種類と非常に多く複雑で、加えて、数十万種とも言われる香り物質による嗅覚受容体の反応も、遺伝子多型の影響により大きな個人差があります。また、香りは経験や文化、体調などの影響を受けて感じ方や嗜好も変わります。このような嗅覚の複雑さのため、言葉に表せない香りの概念を客観評価できないことが香りの産業利用のボトルネックとなっているのです。 　そこで、当研究室で進める、JST未来社会創造事業『香りの機能拡張によるヒューメインな社会の実現』課題では、①嗅覚受容体の情報を基に、香りを制御・設計する技術開発、②脳・生理計測に基づく香りの客観評価技術の開発、③体臭や生活空間の香り成分解析および活用検証を行い、それらと大規模調査による遺伝子多型情報や心理データを収集・統合することで、香りの知られざる新たな機能・効能を引き出すサービスの創出を目指しています（図１）。食や生活空間を含めさまざまな分野への応用を目的として、人の香りの感じ方を予測し自在に香りをデザインする研究開発を進めています。 　本プロジェクトでは、「香り」を活用したサービスが社会に浸透することを目指して、成果の共有、活用方法の模索のため、『香り4.0研究会』を立ち上げ、活動を行っています。研究会は、業種・分野を越えて、香りの活用に関心を持つ方々が集う場ですので、ご興味ある方はぜひお問い合わせください。

この研究室ではコンピュータを使いやすくするためのユーザインタフェースの研究を行なっている。特に初心者でも直感的に利用できるように、ユーザによる操作をそのまま実時間で記録してアニメーションを生成する手法を提案している。 特に、マウスのような通常の入力デバイスを用いて、多数の関節を持つ３Ｄキャラクタに対して複雑な動きを与えることのできる空間的キーフレーム法を開発している。

この研究室では、機能性薄膜や界面の開発と分析技術の研究を進めている。これまでに、高速イオンを用いた軽元素（特に水素）のナノメートルレベルの３次元空間分布測定法を開発した。この手法をさらにリチウムなどの元素への展開をはかりつつある。また，レーザー分光を用いた水素の分光法も開発している。  

単品生産を特徴とするインフラ事業の設計段階、施工段階、そして維持管理段階において技術者の判断を支援するシステムを開発し、BIM/CIMやICT等を活用して生産性向上だけでなく質の高い事業の実現に貢献する。特に、個々の企業では取り組みにくい建設産業全体で開発が望まれる協調領域の研究課題に先行して取り組み、オープンイノベーションが促進される体制の構築を目指している。

３次元計測データ処理技術は近年急速に発展しているが、市販されているソフトは、可視化のためのグラフィックスを行うレベルであり、３次元座標上で記述された小物体（オブジェクト）の形状データを解析して、3次元形状の数量的・統計的解析を行う段階には至っていない。この研究室では、地形などの空間地理情報を高精度で処理・解析する研究を行っている。

近年、交通系ICカードや各種ポイントカード、GPS搭載端末などの普及により、人間の移動や購買に関する極めて詳細な空間ビッグデータの蓄積が進行している。この種のデータには、行為の行われた場所や時間に関する位置情報が含まれており、そこから有用な情報を抽出することで、様々な公共政策やビジネスに役立つものと期待されている。 しかし従来の統計学等には、位置情報という新たなカテゴリのデータを明示的に考慮する手法が十分に整備されておらず、新たな解析手法の開発が求められている。当研究室では、空間ビッグデータの解析と利活用を通じて、様々な時空間現象からの法則性の発見と原因の追求、社会的課題の解決支援やビジネス分野への応用を目指している。例えば、 ・移動中のSNS利用がその後の行動に与える影響 ・列車の遅延・事故発生時の乗客行動 ・移動・購買履歴に基づく詳細な商圏変動の推定 ・帰宅途上と休日の買い物行動の差異 ・気候条件が屋内・屋外施設利用に与える影響 などの課題が有り得る。

競技者個人やチーム全体の運動・競技能力強化への科学的アプローチの導入は、その有効性が徐々に認められ、スポーツの各分野で進行しつつある。特に各種センサーの発達により、競技中の各選手の身体状況を詳細に測定し、その結果に基づいて最適なトレーニングメニューを作成、実施するといった、ミクロフィジカルデータの利活用が脚光を浴びている。 本研究室では、特に空間的要因が重要な役割を果たすスポーツに焦点を当て、科学的アプローチによって選手強化や戦術立案に寄与することを目指している。サッカーや野球などのチームスポーツでは、選手相互の空間的インタラクションがプレーの重要な構成要素の一つである。マラソンを始めとする陸上競技では、競技の環境条件が結果を大きく左右する。例えばサッカーでは、以下のような研究テーマが考えられる。 ・局面毎のパス・ドリブル成功確率の算出 ・ボール周りでの両チームの人的有利さの評価 ・パスカットを引き起こす空間的要員の自動抽出 ・守備システム堅牢度の定量的評価 ・ハーフタイム時の指示が試合中の行動に与える影響

この研究室ではコンピュータを使いやすくするためのユーザインタフェースの研究を行なっている。特にアイコンに関して空間的なまとまりを自動的にグループ化することでフォルダ構造より軽いグループ構造を実現している。空間的に重なっているアイコンは広げて表示することで重なりを解消したり、グループ操作とアイコン操作（ドラッグアンドドロップ）との明示的な区別を行うことで、使いやすさを向上させている。

環境音響学を専門とするこの研究室では、騒音レベルなどの物理評価だけでなく、人間の心理・生理に基づいて、音環境の快適性や情報伝達などの機能性さらにはバリアフリーの観点等から評価・解析に関する研究を進め、空間形成への協力の実績も有している。公共施設（駅、空港、学校等の施設）や公共空間（テーマパーク、ショッピングモール、オフィスなど）の目的に合った音風景形成(サウンドスケープ計画)に向けて、音環境体感システムを開発中である。