最新研究情報一覧

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2009.12.01

マルチフェロイクス

—らせんスピンが生じる強誘電—

教授 木村剛、 准教授 若林裕助、 特任助教 中村浩之

電流を流さないものは科学の用語では誘電体と呼ばれており、陶器やガラスなどがその例です。銅線に乾電池をつなぐと電流が流れますが、これは銅の中の電子 が電池の+側に向かって移動するためです。一方、誘電体に乾電池をつないでも電子は流れることはできません。その代わり、電子は少し位置をずらして乾電池 によって加えられた電圧に対応します(誘電体の中にも電子はたくさんいます)。世の中にはこの電子のずれが電池を外しても残ってしまう不思議な物質があ り、強誘電体と呼ばれています。 この強誘電性が、電子の持つもう...

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2009.11.01

生物の非線形現象に学んだ柔軟なシステムの構築を目指して


教授・潮 俊光、准教授・鳥飼 弘幸、助教・金澤 尚史

潮研究室では、リアルタイムシステム、組込みシステム、非線形システム、社会システムの数理モデル等、多岐にわたる研究テーマに取り組んでいます。ここで はそれらのテーマの中から「生物の非線形現象に学んだ柔軟なシステムの構築」に関するテーマに絞って研究内容を紹介したいと思います。 実在のシステムの殆どは非線形性を持っており、また非線形性に起因する様々な現象を積極的に利用しているシステムも多数あります。特に、生物は最も洗練さ れた非線形システムであると言っても過言ではないでしょう。本研究室では生物の非線...

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2009.10.01

諸科学の批判的な研究としての数理科学

偏微分方程式、力学系、数値計算、確率論

教授・名和 範人、准教授・小川 知之

数理科学を諸科学の批判的な研究ととらえたとき、我々数学者に残された課題は多岐にわたり、多くの問題が残されています。また、一つの研究グループができることにも限界があるのも事実です。そこで私たちの研究室では、特に次の課題に取り組んでいます。  ○ レーザービームと非線形シュレーディンガー方程式  ○ 化学反応と分岐理論、反応拡散系方程式  ○ 精度保証数値計算とホモロジー理論  ○ 乱流物理の確率論的な視点からの数学的定式化 数理モデルの正当性と再現性を証明するだけではなく、それらを示すための数...

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2009.09.01

アンドロイドサイエンス

—ロボットを通じて人間を知る—

教授・石黒 浩、准教授・岩井儀雄、助教・長原 一

石黒研究室では、人間の知能や生体の仕組みに基づいた機構を持つロボットや人と関わりを持つロボットをを開発、研究しています。そして、そのようなロボットを研究、開発することで、人間の認知や、人間らしさを解明しようとしています。 人間の外観と筋肉の動きを基に開発されたのが人間酷似型ロボット、アンドロイドです。アンドロイドはシリコン製の皮膚に覆われ、非常に人間らしい外観を 持っています。また、人間の筋肉に似た動きをする空気アクチュエータにより、従来の関節にサーボモータを用いているロボットと比較してより人間...

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2009.08.01

次世代ナノエレクトロニクスのための構造・物性・機能制御

−直接接合シリコン基板のナノ〜マイクロ構造揺らぎ検出−

教授・酒井 朗、准教授・中村芳明、助教・吉川 純

物質(結晶)中には原子が整然と並んでいて、その原子の列は3次元状の格子を形成しているとみなせます。格子の乱れ、すなわち原子レベルでの原子配列の乱 れやナノ・マイクロスケールでの格子の歪み、はその物質の電子物性に大きな影響を与えます。逆に言えば、こういった乱れをうまく制御することで、新規物性 を生み出すことも可能です。特に異なる物質どうしの界面や、同じ物質でも異なる結晶方位どうしの界面では、互いの格子のサイズ・形状が整合しないため、し ばしば界面を基点に特異な原子配列が形成され、周囲の結晶性に影響...

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2009.07.01

リアルタイムCARS顕微鏡

−染めずに分子種を見分けながらリアルタイムに可視化する−

教授・荒木 勉、准教授・橋本 守、助教・安井 武史、助教・ 福島 修一郎

荒木研究室(生体光計測グループ)では、「最初に観たものが一番えらい」をキャッチフレーズに、世の中にない原理や手法を用いた観測機器を開発し、誰もが観たことがない情報を最初に得て、新しい医療・診断に貢献することを目標に研究を進めています。 昨年のノーベル化学賞は、GFP(Green Fluorescent Protein) の発見と応用に対して贈られました。GFPならびこれに関連した蛍光タンパク質は、その遺伝子を導入することにより特定のタンパク質を可視化することがで きることから、現在の生物・医学研...

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2009.06.01

人間とロボットのインタラクションによる人間のスキル拡大


教授・宮崎 文夫、准教授・西川 敦、助教・平井 宏明

宮崎研究室では、人間とロボットの関係を考察し、両者の融合する過程を通して、人間の能力を拡大するシステムの構築を目指しています。現在、①スキルサイ エンスと②ヒューマンインタフェースの2つ側面から研究を進め、多角的に人間を理解し、支援する方法論の確立を行っています。 医学・生理学、人間工学、スポーツ科学等の人間を対象とした隣接分野から得られた断片的な知見や仮説を元に、近年、優れた動作パフォーマンスを実現する2つのロボットを開発しました。 図 (a) に示したのは、人間とラリーを続ける卓球ロボット...

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2009.05.01

周期構造系における局在化の解明

— 非線形力学の工学への応用を目指して —

教授・杉本信正、准教授・吉永隆夫、助教・長谷陽子、助教・渡邉陽介

 身近で見られる一見複雑な現象や、またお互いに全く無関係に思える現象が、「非線形」というキーワードを通して見ると、実にシンプルなモデルで説明できたり、本質的に同じメカニズムで発生することがあります。  「非線形」は多様な形でその姿を現します。機械科学分野における波動や振動現象に限っても、自励振動やカオス振動、ソリトン(孤立したパルス状の波)やショック(衝撃波)の伝播,美しいパターンの形成等があげられます。  「非線形」の重要性が広く認識されるようになったのは比較的近年になってからのことで、今では...

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2009.04.01

ナノメートルスケールの表面デザイン

— 四種類の分子をならべて作る二次元ナノパターン —

教授・戸部義人、助教・田原一邦

 より小さな集積回路を作ることを目指して、電子ビームリソグラフィーなどのトップダウンアプローチにより作られる数十ナノメートルの大きさの表面パター ンよりも、数ナノメートルスケールの小さな表面パターンを作ることができるボトムアップ型の表面パターンの形成に注目が集まっています。ボトムアップ型の 表面パターン形成では、1ナノメートル程度の大きさの分子がパターンを形成する部品として用いられます。表面にこの部品をおもいどおりに並べるには、分子 の構造を細かく設計して合成する必要があります。また、表面の分子...

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2009.03.01

一個の分子が感じる力で画像化する

〜表面・界面における化学反応・機能の解明を目指して〜

教授・福井賢一、准教授・今西哲士

 分子がもつ官能基と呼ばれるグループは、その分子が他の物質とどのように相互作用するか、を決める重要な要素です。例えば、DNAやたんぱく質など生体内の分子は、構成する鎖の間を水素結合で決まったペアを作ることにより、機能を発現するための構造を作りだしています。  我々のグループでは、特定の官能基をもつ一個の分子が感じる力を計測しながら物質表面を画像化することで、構造と化学的性質の関係をナノメートルスケー ルで明らかにする手法の開発に取り組んでいます。官能基一組の間に働く力はごく微弱ですが、最近、原子...

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2009.02.01

スピントロニクスの最近の進展

−ナノ構造・分子におけるスピンの自在な制御を目指して−

教授・鈴木義茂、准教授・白石誠司、助教・野崎隆行、特別研究・関剛斎、特別研究員・Tulapurkar Ashwin

 電子の持つ二つの特性である「電荷」と「スピン」の示す物性は これまで電気伝導と磁性として別々に取り扱われてきました。私たちの研究室では、これら二つの物性が絡み合う現象をナノの世界で巧みに実現する 「ナノスピントロニクス」の創成を目指しています。  最近、私どもの研究室では、高性能な強磁性金属トンネル接合へスピンを注入することにより高速で省エネルギーな磁化反転(Appl. Phys. Exp. 1, 061303 (2008).)や、これまでに比べて出力の大きなの高周波発振 (Nature Ph...

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2009.01.01

確率過程モデルの統計的推測

金融データ解析の発展を目指して

准教授・内田雅之、講師・熊谷悦生

 内田・熊谷研究室では、主に統計推測理論の研究と金融データ解析をしています。統計推測では、データに基づいて統計モデルを構築し、現象を予測すること が非常に重要であると考えられています。社会のグローバル化により、金融データベースが整備・公開され、金融データがインターネットを通じて容易に入手で きるようになりました。またコンピュータの発達により、膨大な金融データを解析するための大規模な数値計算も可能となりました。金融データ解析のためのイ ンフラストラクチャーが整備されつつある現在では、統計推測理論の...

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