東京大学産学連携プロポーザル

海洋の環境や生態系と調和した食料・エネルギー資源利用技術に関する研究を行っている。流体力学をベースとして、浮体式構造物の運動、安全性、および構造物と生態系との相互作用を明らかにするために、水槽実験、数値解析、現地実験を組み合わせた研究を実施している。 近年は、定置網漁業・養殖業の省力化、安全評価などの海洋の食料生産システム、海洋再生可能エネルギーの利用と環境影響評価、水域環境の予測などを研究テーマとしており、これらの研究テーマに関心のある企業・地方自治体等との連携が可能である。

学習と記憶のメカニズムの解明は、神経科学の重要な研究課題のひとつである。経験によって神経回路のどこが、どのように変化し以前と異なる行動を引き起こすのか。この研究室では、その仕組みを、学習に欠損を示す突然変異体の原因遺伝子の機能解明、遺伝子発現やタンパク質分子の動態の解析、神経活動の解析などを通じて明らかにする。研究材料には、遺伝学的な解析に適し、個体のすべての神経接続が明らかになっている線虫C. エレガンスを用いている。研究成果の創薬等への応用に関心のある企業への情報提供・学術指導等が可能である。

本研究グループでは、当事者研究※1を通じた新たな価値創造に関心を持ち、研究活動を展開している。当事者研究には、以下のような注目すべき特徴と可能性がある； 1.回復支援効果　：当事者が研究に参加することによって自らの症状に振り回されることなく自己認識を深め、ニーズの主張、主体性、創造性、共感性がはぐくまれる。[例：エスノメソドロジー・会話分析を用いたファシリテート方法の検討とWell-being変化の検証（綾屋, 2013）] 2. 学術的意義　：障害についての学術研究において、新規の仮説を提供する。[例：自閉症に関するまとめあげ困難説（綾屋・熊谷, 2008）] 3. ニーズの顕在化　：アンケート調査などと組み合わせることで、潜在的な困りごとやニーズが顕在化し、新しい支援サービスや技術開発のアイデアが生まれる。[例：まとめあげ支援技術、研究促進のためのライフログ用アプリ開発、学校デザインプロジェクト] 2012年度からは文部科学省科研費助成事業（新学術領域）「構成論的発達科学」※2という研究プロジェクトに参加し、医学・心理学分野との協働による当事者研究から生まれた仮説の検証実験や、ロボティクス・情報科学分野との協働による支援機器開発に着手している。 ①当事者研究を用いた教育・就労現場での障害児者支援 ②障害の有無にかかわりなく当事者研究の手法を用いた職場内での効率的な情報共有と価値創造 ③潜在的ニーズの把握やアイデアの実現 などに興味のある企業・団体からのコンタクトを希望する。 ※1　精神障害や依存症、発達障害などの当事者が、自らの困りごとの言語化と理論化を、類似の経験の持ち主とともに共同研究しようという日本固有の取り組み。全国そして韓国、中国などにも広がりつつある当事者研究のネットワーキング・アーカイブ化事業についても、上記科研費助成を得て進行中である。[関連HP：http://toukennet.jp/] ※2　http://devsci.isi.imi.i.u-tokyo.ac.jp/about

コンピュータシミュレーションをテーマとして以下のような研究を行っている。 ○粒子法シミュレーション 粒子法はメッシュを一切用いないシミュレーション技術で、当研究室ではこれを独自に開発し、この技術で世界をリードしている。現在取り組んでいる課題は、高精度手法の開発、表面張力や濡れの計算モデルの開発、流体混合プロセスの解析などである。粒子法はキャンパス内に設立されたベンチャー会社で商用化され、広く産業に使われている。 ○人の役に立つシミュレーション シミュレーション技術は既に高度なものづくりに欠かすことのできない技術になっている。さらに、災害予測や医療応用への発展が期待されており、研究室では、津波遡上シミュレーション、嚥下シミュレーション、撹拌槽のシミュレーション、降雨時の雨水浸入のシミュレーションに取り組み、人の役に立つ新しいシミュレーション技術を生み出すことを目標にしている。 ○物理ベースコンピュータグラフィックス シミュレーション結果を最新のCG（Computer Graphics）で可視化することにより、リアルな映像を作成することができる。シミュレーションとCGとの組み合わせは「物理ベースCG」と呼ばれ、映画やゲームでは既に広く使われている。さらに研究室では、災害や医療におけるシミュレーションにも物理ベースCGを広げていこうとしている。 このような研究に関心のある企業との連携が可能である。

この研究室では、樹木の環境ストレス耐性機構に関する研究と熱帯荒廃地の環境造林に関する研究を同時に行っている。これらの研究により、樹木、森林の理解を深め、様々なタイプの森林を造成する技術の開発を科学的に支えたいと考えている。 以下のような研究テーマに取り組んでおり、応用・実装に関心のある企業・団体との連携が可能である。 　研究テーマ 　　1．樹木の環境ストレス耐性機構：様々な樹木に関する酵素活性測定、成分分析、分子生物学的解析の手法や、研究の基盤となる樹木の栽培系を確立している。これらの手法と環境計測、土壌環境分析、生態生理測定といったフィールドでの研究手法を組み合わせ、造林の際に生じる環境ストレスに対する樹木の応答やストレス耐性機構に関する研究を行っている。 　　2．熱帯荒廃地の環境造林技術：立地環境の劣化が著しい問題土壌の荒廃地における造林には、環境ストレス応答の種間差や環境ストレス耐性種の耐性機構の解明と、それを踏まえた環境改善法の開発が必要である。これは、従来の産業造林とは異なる技術の体系であり、私たちは「環境造林」の技術と呼んでいる。私たちは熱帯低湿地域の荒廃地の環境造林技術の確立を目指して、タイ南部で研究を行っている。

土質／地盤研究室では、人間の生活から切り離すことができない足元の地盤を対象として、主に物理学（特に力学）・化学・地学・数学の知見と、場合によっては生物学・地理学等の知見も活用して、問題解決に取り組んでいる。地盤工学の対象とする地盤には未知・未解明な領域が多数残っており、地盤調査・土質試験（事前診断）、地盤改良・補強（予防措置）、現地計測・逆解析（修復措置）など活動は広範に及ぶ。その中で本研究室は他にはない高精度で複雑な土質試験に取り組んでおり、蓄積された知見や計測技術等に関心を持つ企業からの連携提案を期待する。

我々の研究室では、生体システムの情報処理を理解・予測・制御するための数理的・情報学的な手法の構築を行っています。 生命現象としては、細胞内反応システム、細胞の代謝・自己複製、生体の探索行動、免疫系、発生現象、嗅覚系などに取り組み、数理理論の構築とともにイメージングやシーケンスなどの定量的・網羅的なデータを活用したデータ解析やその手法開発も行っています。 特に発生や免疫、嗅覚、細胞代謝と自己複製などの問題は、着床前胚の培養条件の定量的な評価、免疫記憶の解読による過去の感染履歴や将来の感染リスク評価、様々な匂いの多元的評価と新たな匂いのデザイン、そして細胞やガンの薬剤耐性に対する適切な制御方法の構築などにつながります。 一方で生体は複雑かつ不確定な環境の中で、様々な情報を集め処理し、適応的な振る舞いを実現する高度な情報処理システムです。そのメカニズムは未だ道な部分が多く、その原理の解明は生物学だけではなく、新たな工学・情報学的な技術の種にもなります。その中でも嗅覚系は、画像情報を扱う視覚、音声・音波情報を扱う聴覚に対し、未だ情報学的な開拓が不十分な化学物質情報を扱う感覚系です。これらの研究から、化学物質などを対象とした新たな機械学習などの手法の開発につながることが期待されます。        

本研究室では，ソフトウェアに関する基礎理論とそのプログラム検証などへの応用についての研究を行っている。近年，交通システムや医療機器，電子商取引など世の中の多くのシステムがコンピュータソフトウェアによって制御されており，それらに欠陥があれば大惨事になりかねない。その一方でソフトウェアはますます大規模化・複雑化しており，テスト実行など従来のソフトウェア開発手法では品質の担保が難しくなっている。そこで，数理科学的な手法を用いて機械的にプログラムの検証や変換を行うことによってソフトウェアの信頼性や性能を向上しよう，というのが研究目的である。 以下、最近の研究テーマ例である。 　1.高階モデル検査：下記「連携希望テーマ」を参照 　2.プログラムの自動検証 　3.データ圧縮 　4.セキュリティプロトコルの自動検証 研究の成果の応用に関心を持つ企業・団体との連携を希望する。  

本研究室では、海洋生態系の変動メカニズムの解明に向けていろいろな研究課題に取り組んでいる。特に、海流や波浪、水塊の構造がどのように変動し、その変動が、海洋生態系を支える栄養塩や基礎生産者としての植物プランクトン、魚類の餌料となる動物プランクトン、そして魚類にどのようなインパクトを与えるのか、様々なスケールの変動を対象としてアプローチしている。それは、海面付近の数秒程度の変動から大気と連動した数10年規模の変動、地球温暖化に代表されるような100年規模の変動を含む。扱う対象は、波浪、黒潮、中層循環といった海洋の物理現象から栄養塩、植物プランクトン、動物プランクトン、さらには、マイワシ、マアジといった魚類やサンゴ、エチゼンクラゲ等に至るまで多岐にわたる。研究方法は、物理同化モデルや生態系モデルを用いた数値シミュレーションと船舶、係留ブイ等による現場観測で、衛星データや既往の観測資料も利用する。 主要な研究課題は以下の通りであり、研究成果や知見の活用・実装等に関心のある企業・団体との共同研究やコンサルテーションが可能である。 　主要な研究課題 　　黒潮が海洋生態系に与えるインパクトの定量的解明 　　波浪が沿岸域の生態系に与える影響の解明 　　イワシ類やマアジ等の輸送・回遊経路と生残機構の解明 　　地球温暖化が海洋生態系に与える影響の解明 　　海洋環境の変化に伴う有害生物の大増殖の機構解明

人の生活や社会，産業を支える新しいセンシング技術の創出を狙い、NEMS(Nanoelectromechanical systems)素子等のナノ構造やナノメカニカル構造体を利用したセンシングデバイス・システムに関する研究を行っている。 ナノメカニカル構造体は、ガス分子や光、熱、電磁気的作用など様々な微小量物質、微小物理量（センシング対象）に対し敏感にその共振特性を変化させるため、その変化量を検出，計測することにより、多様なセンシングデバイス・システムへの応用が期待される。 現在、荷電粒子ビーム技術（集束イオンビーム技術，電子ビーム技術）をベースにその実現のキーとなるナノ構造体やナノメカニカル構造体の作製技術に関する研究を行っている。また、ナノ構造体やナノ材料の物性や機能性，ナノメカニカル構造体の共振制御に関する研究を行い、センシングデバイスへの機能化を進めている。特に、ナノメカニカル構造体の“高感度性”とフォトニック構造の”光制御性”を複合的に活用し、光基礎物性のセンシングに関する研究を行い、生体ガスを利用した医療診断技術や環境化学物質の分析技術, 光波長安定化技術等の光通信技術の高度化に向けた研究を推進している。 これらの研究の応用・実用化に関心のある企業との連携が可能である。