ゼミ・研究室

池田 雅弘 研究室

工場やビルを「温めたり」「冷やしたり」する設備は、まだまだコストダウンできる

「温水式床暖房」の入った住宅も、最近は増えてきました。電気やガス、灯油などで温めた温水を床下で循環させ、床全体を温めようというこの設備。床全体から暖気が上がってくるためとても温かく、便利な暖房設備ですよね。こうした、水を配管の中で循環させ、温めたり冷やしたりすることに利用しようという設備は、一般住宅だけでなく工場やオフィスビルなど様々な場所で使われています。それを熱・流体工学の面から見直し、さらなるコストダウンを実現しようとしているのが、池田先生です。
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今村 信昭 研究室

人間の手と同じ機能を持つ『ロボットハンド』は作れるか?

今日、人間のように「走る」ロボットや「話す」ロボットが登場し始めています。このままいくと、アニメや映画で見たような人間と同じような動きをするロボット=ヒューマノイドの誕生もそう遠くないのではないか、なんて想像してしまいます。しかし「まだまだですね。特に人間の『手の動き』をそっくりロボットに再現させるには、超えないといけないハードルがたくさんあります」と語るのは今村先生。先生は30年以上にわたりロボットハンドの研究に取り組んでいます。
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王 栄光 研究室

超音波がステンレスをサビにくくする? 表面を変え金属をもっと使いやすく

「ステンレス」というと、私たちもよくお世話になっている金属の一つ。キッチンや家電製品にはステンレスが多く使われているし、電車や船などステンレスを使って造られる乗り物もたくさんあります。サビに強い、ということで様々な分野で利用されるステンレスですが、王先生によると「そうは言ってもステンレスもサビる。まだまだ改善の余地がたくさんあります」。ステンレスなどの金属をもっと便利に使えるよう、王先生は研究中。着目しているのは、金属の“表面”です。
(文中にある「ステンレス」は、「ステンレス鋼」の通称です。)
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岡部 卓治 研究室

造る時には加工しやすく、完成した後は頑丈。そんな金属材料は生まれるか?

例えば自動車は、様々な金属部品の組み合わせで造られています。一つひとつの部品は、素材となる金属を目的に合った形に加工することで生まれます。素材があまりに硬すぎると加工が難しくなるので、加工のことを考えると、素材はできるだけ柔らかい(加工しやすい)方がいいでしょう。しかし製品の完成後は、簡単に壊れるような部品は安心して使えないため、頑丈になってくれないと困ります。「加工しやすさ」と加工後の「頑丈さ」という、相反する条件を満たす...そんな金属材料を作りたい!と取り組むのが岡部先生です。
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姜 兆慧 研究室

宇宙空間で活躍するロボットアームを、素早く、正しく動かすには?

「日本人の宇宙飛行士」が数多く誕生したおかげで、「宇宙」はずいぶん身近になった気がします。酸素もなく、超低温の過酷な空間の中で、様々な活動を行う宇宙飛行士たち。思わず「しっかり!ガンバレ!」と声をかけたくなりますね。そんな飛行士たちの活動を、基礎研究の面から少しでも支えたい、と考えているのが姜先生。先生の専門は「ロボット制御」。地上と全く異なる空間で、地上と同じようにロボットを動かすには? 先生はそんな難問にチャレンジしています。
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桑野 亮一 研究室

レーザーに適切な光学素子を加え、あらゆる加工を可能に!

金属をはじめいろいろな材料を複雑な形状に加工する場合、不要な部分を削りとる機械加工では、加工の形状に合わせた加工ツールを何十種類も用意しておき、それらを使い分けながら作り上げていかなければいけません。一方、現在の「レーザー加工」で用いられる加工ツールは一般的に一種類。レーザーさえあれば、どんな素材も加工可能になります。しかも曲げたり切ったり削ったりだけでなく、異なる材料同士をくっつけることもできるのです。レーザーの特徴や利点を活かしつつそのシステムを進化させれば、レーザー加工は、機械加工のシステムより臨機応変に対応できるのです。そのようなレーザーによる加工とそのシステムをもっと便利に高機能にしようと研究しているのが、桑野先生です。
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澤井 清 研究室

エアコンも、冷蔵庫も、給湯器も。生活家電のカギは『ヒートポンプ』が握っている。

夏は涼風を、冬は温風を送り部屋を快適にしてくれるエアコンは、日常生活に欠かせない存在。でも、エアコンはどうして涼風や温風を作り出すことができるのでしょう?
「それはヒートポンプという機構が組み込まれているからです。特に、暑い空気を冷やす作業を行なえるのはヒートポンプのみと言っても過言ではありません」と語る澤井先生。先生は、エアコンや冷蔵庫、給湯器に欠かせないヒートポンプのスペシャリストです。
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鈴村 文寛 研究室

本物ソックリのCG映像は、細かく計算された数式から生まれる

ゲームや映画ですっかりおなじみとなったCG映像。まるで本物のように動く筋肉、本当の光が差しているように形を変える影、映像の中にいる人々や動物の息づかいまで、現実とソックリです。でも、なぜこんなにリアルなの? その疑問に、鈴村先生は答えます。「根底に、精密な数式があるからです」。実際に起こる現象を細かく分析し、計算すれば、どんな出来事でもシミュレーションし、ある程度再現することが可能になる、という鈴村先生。ホントにそんな力が数式にあるの?
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長谷川 信也 研究室

"光の技術"を利用し、ミクロンサイズの微粒子を精密に計測。

一万円札の左下に、キラキラしたシールのようなものがあります。見る角度を変えると「10000の数字」や「桜模様」など、違う絵柄が出てくることに気づくはずです。これを『ホログラム』といいます。精巧に作られたホログラムは複製が困難なため、お札やクレジットカードの偽造防止という防犯上の理由で以前から使われていました。しかし、ホログラムの応用範囲は、セキュリティ分野にとどまりません。長谷川先生は、そんなホログラムの多彩な可能性を追求しています。
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日野 実 研究室

軽くて強い先端軽量材料が、パソコンや車、あらゆる製品を進化させる。

ノートパソコンやスマートフォン、タブレットなど、最近のIT機器はどんどん軽く、持ち運びやすくなっています。そして、少々衝撃を与えたぐらいではビクともしません。あんなに軽いのに、丈夫なのはなぜでしょう? それは、マグネシウム合金などの先端軽量材料が用いられているからです。マグネシウム合金をはじめとするさまざまな先端材料の研究を深め、幅広い産業分野で応用しようと考えているのが日野先生。今までにない素材を開発したり、先端材料の新たな表面処理技術を確立するなど、その研究は多方面にわたります。
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福島 千晴 研究室

一見、気まぐれな『流れ』の謎を解き明かし、地球環境の改善に役立てたい

オリンピックなど大きな国際大会でメダル獲得を連発し、一躍、話題となった競泳選手用の水着がありましたね。あの水着の特徴は、表面にサメの肌のような小さなくぼみがついていること。ツルツルの表面の方が水の流れから発生する抵抗は少なくなる...と思えますが、あの水着の場合、流れに沿って小さなくぼみをつけることで逆に抵抗を減らし、スピードアップにつなげたのです。こうだろう、と思ってもその通りにならない。水や空気などの「流れ」の予測はホントに難しいもの。その謎に挑戦しているのが、福島先生です。
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宗澤 良臣 研究室

ヒトはどうして「上手く」「安全に」「スピーディーに」作業を進めることができるか?

習字の上手い人が字を書くのを見ていると、その動きは実に滑らかで、うっとりするほどです。しかし習字の下手な人は、こうはいきません。上手い人と同じように動こうとしてもどこかぎこちなく、途中で迷ったりして、結局ガタガタな字になってしまいます。こういった「ヒトの行う動作・作業」に焦点をあて研究しているのが宗澤先生。「安全かつスピーディーに作業を行える人の動きを分析すれば、モノづくりの向上に寄与できるはず」と先生は言います。
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吉田 憲司 研究室

わずか0.00000001秒で摂氏3,000度に達するエンジン内では、何が起こっているか?

エンジンは自動車を走行させるための重要な機関であることは、大半の人が知っているでしょう。そのエンジン内燃焼については、まだまだわからないことがたくさんあります。エンジン内部で燃料が燃焼する際、数百種類の化学種による数千もの化学反応が起こっている、と言われます。10のマイナス8秒というわずかな時間の中で、温度は3,000℃、数百気圧にも達するほどの劇的な変化の全てを明らかにすることは、簡単ではないのです。その難しい課題に挑戦しているのが吉田先生。先生はディーゼルエンジンに焦点をあて、数値シミュレーションによってエンジン内の燃焼の謎を解こう、と努力を続けています。
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