国立大学法人筑波大学

新規エアロゾル化ガスデポジション(AGD)装置を使用し、高い絶縁破壊電界強度を持つセラミックス被覆膜形成技術を開発する。摩擦帯電された粒子を利用した成膜方法で、プラズマ中で生成されるナノ粒子・ナノ活性種形状が緻密に結合したナノ構造の膜ができる。成膜条件を最適化させることにより、アルミナ被覆膜の絶縁破壊電界強度としてバルク体の20倍の3MV/CM以上で、かつその成膜速度がスパッタ法の20倍の200NM/MIN以上となる成膜技術を研究開発する
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拡散接合による微細構造物の信頼性の確立を目指し、1非破壊検査の検査基準、2耐圧性能・長寿命を目的とした構造上の設計指針を探索する。1は代表的な材質・構造における接合試験片を作成し、破壊試験と超音波検査の相関を研究し、測定方法、判定基準を設定する。2は容積0.5[l]、熱交換量10[KW]、耐圧性能20[MPA]の高性能マイクロチャンネル熱交換器を実現し、熱・強度のシミュレーションを構築する
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厳しい環境で稼動する各種ロボットが実時間で環境認識に使用できる世界初の小型軽量で低コストの3次元レーザセンサの開発。ロボットは環境マップ上で定められた経路を正しく安全に自律移動するために、移動中もリアルタイムで自己位置と障害物を認識する必要がある。そこでロボットに容易に搭載できる小型軽量で太陽光や雨などの外乱に強く屋外でも使用できる低コストの環境形状認識用3次元レーザセンサを開発する
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ワープスペースは、光通信モジュールを搭載した中継衛星を中軌道に打ち上げ、低軌道のユーザー衛星に光通信モジュールを提供して搭載してもらい、ユーザー衛星が中継衛星経由で地上局にデータを送信する「WarpHub InterSat」システムを構築する。高度2,000km超に位置する中継衛星「WARPSPACE Hub Satellite」3機の中継衛星により、地球を周回する全ての低軌道衛星を包括し、海上を飛行中でも地上へデータを送信可能とし、また光通信利用によりユーザーの周波数調整を不要とする。
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車載向け音声対話アプリケーションの課題に対応するシステムとして、次世代音声信号処理ミドルウェア「CABIN」シリーズの技術開発を行う。次世代高音質ハンズフリー通信、世界標準規格への準拠、高性能マイクロホンアレーへの対応、インカーコミュニケーションの実現、ノイズサブレッサ改良など、多くの課題を解決する新技術を開発する。
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本提案では、「マイクロ流路型チップ」による細胞を用いた迅速かつ簡便なバイオアッセイ技術を開発するため、金型成形の高精度化技術を活用して、マイクロ流路内の加工限界である10μM以下のギャップに加工再現性を向上させる。さらに、細胞接着制御技術を用いてマイクロ流路に生細胞を配列及び固定化させ、効率的かつ安定性の高いバイオアッセイシステムを確立する。
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現行の眼科用診断装置であるOCT(光干渉断層計)では不可能な脈絡膜3D測定、網膜・脈絡膜血管造影、血流計測を非接触・非侵襲かつ広画角で取得し、糖尿病網膜症、加齢黄斑変性や緑内障などの診断に有用な次世代OCTを開発する。そのために必要な干渉信号の位相安定化、広画角化、ビーム多重化を実現するグラフィックプロセッサユニット・フィールドプログラマブルゲートアレイによる高速並列演算処理システムを確立する
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睡眠時無呼吸症は日中の眠気により事故を起こすなど社会的問題もあり対策が必要である。主な治療法の経鼻的持続陽圧呼吸療法(NCPAP)は煩わしさが伴い有効率は50%と言われる。本事業で開発する経鼻的上気道拡張装置(NUAD)は簡便で手軽なためNCPAPの不適応者だけでなく潜在患者への適用も見込め飛躍的に普及する。これまで有効性を確認したNUADを異質樹脂の複合化成型技術により高機能化し実用化を目指す
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H24～26年に開発した市街地を歩行速度で自律移動するロボットのための3次元レーザセンサを高度化し、屋外の悪環境下で長距離まで広視野に物体や地形を高精度で弁別できる小型の3次元距離計測センサを実現する。これによりインフラ点検や自動運転など種々の社会システムで使用されるロボットの機能向上と安全性の確保を目指す
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電子機器の小型･高密度集積化の要請の元で、LSIの微細化が進んでおり、製造プロセスで使用される流体中のパーティクル(微粒子)の評価･管理が重要になっているが、現状のパーティクルカウンターは粒径100NM以下の確実な計数やバブル混入流体での計測が困難である。従来の散乱光方式に変わる干渉縞方式を採用し、超純水では50NM、微小バブル(気泡)のある高温薬液ではインラインにおいて100NM以上のパーティクルのリアルタイム計数を可能とするパーティクル検出技術を開発する
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機械部品の大型化により切削加工などで用いられる油脂類を高精度に除去するには、大量の酸・アルカリ系溶剤が必要である。しかし環境負荷や薬液購入、廃液処理のコストの増加となる。国際的な競争が要求される中で低コスト・環境負荷が小さく高精度な効果(洗浄力・洗浄スピード)が要求されている。マイクロバブル及び電磁波励起水による洗浄手法の導入により薬液を使用せず低コスト化した洗浄プロセス及び装置の開発を行う
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高齢社会の福祉負担低減には、高齢者の安心、安全を支援し、生活の質を向上させることが重要である。本研究開発では、プライバシに配慮しつつ住環境内に異種センサを配置し、人の行動を計測して、抽出した日常生活パターンとの差異に基づき転倒等の異常を検知し、本人や家族あるいはコミュニティへの通知等の支援を提供する、快適住環境としての新しいサービスロボットを開発し、そのための組込みソフトウェアシステムを構築する
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自動車産業では燃費向上を目的とした車体の軽量化が進められているが、アルミニウム鋳造部品の更なる薄肉化のために、高強度・高伸び率を実現しつつもコスト増を抑えた新材料が求められている。そこで、非鉄金属に炭素を均一分散できる当社独自の炭素添加技術を自動車のエンジン部品等に使われているAC2Aに適用し、AC2Aに対し、引張強さ1.5倍、伸び1.5倍かつコスト1.2倍以下を実現する鋼化アルミ合金を開発する
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近年の医療費増加を防ぎ、生活習慣病を防ぐための検査や在宅ケアにおける体調管理のために、安価で使いやすいポータブル血液分析デバイスが求められる。本事業では、業界初の3項目同時測定可能なポータブル血液分析デバイスの開発及び社会実装を目的とする。バイオ、ナノテク、電気電子工学の先端技術を組み合わせ、ネットワーク接続で健康管理を可能にする新製品で社会的課題解決(医療費削減、生活習慣病の患者の抑制)を図る。
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近年増加傾向にある生活習慣病を防ぐ為に、検査からセルフメディケーションまで網羅できる製品開発を実施し、健康寿命向上と医療費削減を目指す。非侵襲で簡易的に採取できる尿に着目し、尿中のRNAを高精度かつ迅速かつ安価に測定する。得られたRNAからAI分析し、必要な栄養素を助言する。各社の知見(バイオ、ナノテク、電気電子工学、遺伝子技術、セキュリティ技術、AI技術)から、世界初のIoT型RNA尿の検査キットを開発する。
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エンジンブロックのボア内面における溶射加工の品質向上を目的として、2種類のレーザ光源を用いて加工、計測、欠陥検査を同時に行う世界初のレーザ加工装置の開発を行った。特に、プラズマの発生状態や加工時に生じる飛散物の観察を行い、その影響を最小限に抑えることが重要な課題とされた。 エンジンブロックのボアに対する溶射では、ミクロンレベルの精度が求められ、それに対応する加工・計測・欠陥検査の精度も必要となる。しかし、これらを同時に実施する際には多くの課題があり、特にレーザ加工の形状評価方法が確立されていない点が問題視されている。 研究課題と目標は以下の3点 ・加工現象の解明: ボアの曲面で発生する加工飛散物やプラズマ発光現象は未解明であり、それらの影響を把握することが重要。 ・一体化装置の開発: レーザ加工による飛散物や発光現象の制御・除去を行う機構やアルゴリズムを開発すること。 ・装置利用技術の確立: 新たな剥離強度評価方法を含む加工形状の最適化手法を開発すること。 この研究により、エンジンのボア内面加工の品質向上を図ると同時に、製造コストの削減も目指す。
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