医療・福祉のためのサイバーフィジカルシステム

生体はたくさんの要素が絡み合った複雑なシステムです．効果的な医療や福祉を提供するためには，人々の身体状態についてより多くの情報を集めるとともに，これを効率的に解析してフィードバックする必要があります．私たちの研究室では，システムを工学的に扱う技術を応用して，医療・福祉の分野で役立てるための，現実世界とサイバー空間をつなぐサイバーフィジカルシステムの研究を紹介しています．

口の中の細菌を測ってみよう

　近年、口腔細菌や腸内細菌と身体の健康状態に強い相関があることがわかってきています。私たちは磁性ナノ粒子（直径数nm～数100nmの超常磁性を有する磁性体）にスイッチ磁界を印加することにより、細菌を検出する方法を提案し、高齢者の口腔ケアなどに応用することを目指しています。口腔細菌（う蝕関連菌、歯周病菌、日和見感染菌等）を測って健康チェックをしてみませんか。

触れるプラズマ体験, プラズマ生成・制御体験

電子，イオン，ラジカルから成るプラズマをナノスケール領域で利用すると，フラーレン・カーボンナノチューブ・グラフェン等の新しいナノカーボン物質を生み出すことができ，量子コンピュータ，太陽電池，極小トランジスタ等先端的応用が期待できます．一方で，プラズマを生体細胞や植物に照射し，遺伝子導入や植物工場等へ応用する研究も注目を集めています．本研究室では，この様な新しいプラズマ応用研究について紹介します．

実際に自身の超音波断層像を撮像

超音波診断装置は，体を切ることなく，またX線のように被爆することもなく，生体内の断層像を簡単に得ることができる有用な装置です．本展示では，毎秒数千枚を可能とする高速超音波断層法，心臓や血管など循環器系の機能・血流の計測法，生体組織の粘弾性特性(硬さ)計測法など超音波診断に関する最新の研究内容に関する展示をご覧頂けるとともに，実際に自分の頸動脈の超音波断層像をリアルタイムに観察できます．

ゲノム配列をアルコールパッチテストで推定しよう！

30億塩基のDNA配列からなる人のゲノムは，個人の間では300万カ所も異なっており，個人がどのような体質を持つかを決定しています．現在，個人ゲノムの解読コストは簡易解読で1万円，詳細解読でも30万円ほどであり，この個人のゲノム配列を正しく理解し利用していくことが喫緊の課題です．本展示ではアルコールパッチテストと行うことで，ゲノム配列の一部を予測してみます．また，ゲノムをどのように理解して薬の設計や予防医療に繋げるか，その技術開発のポイントを分かりやすく解説します．

パネル展示と歯科用レーザ治療器のデモを行います

私たちの研究室では、レーザ光線を治療したい患部まで導くための特殊な光ファイバの研究をしています。今回の展示では、光ファイバを製作している実験室を公開し、所属学生がパネルを用いて研究内容の説明を行います。また、日常では触れることができない本物の歯科用レーザ治療器を用いて、実際にレーザ医療の体験をしていただきます。

簡単なデモ実験を通じて治療用超音波のパワーを実感していただきます

超音波は，医療分野で心臓の動きを撮ったり血の流れを調べたりする目的など，広く使われています．最近では，超音波のエネルギーを患部に集めてがんなどを治療することにも用いられるようになりました．全く切開することなく患部を治療することができるので，体に優しく超高齢化社会のニーズに応える治療方法として注目されています．展示では，デモ用の実験を通して治療用超音波の効果を実感していただきます．

化学イメージセンサシステムの実験映像

本研究室で開発した「リアルタイム化学イメージセンサ」は、通常は目には見えないイオンの濃度分布をリアルタイムで画像表示できます。この装置を用いて、飲み物のpHを可視化した実験の映像を紹介します。 YouTube動画はこちらです→youtu.be/IrCFQDufG-U

ウェアラブルセンサでの運動計測や電気刺激によるる運動発現のデモ、パネル展示。

日常生活や社会生活を送る上で、運動機能は重要な役割を担っています。立ち上がる、歩くといった普段の動きも、障害を持った方やお年寄りにとっては大変になります。本研究室では、脊髄損傷や脳卒中等により手足の麻痺した方の動作を機能的電気刺激（FES）を用いて補助・再建する技術、ジャイロや加速度センサを用いたウェアラブル運動計測・評価技術、運動機能改善のためのリハビリテーション技術などの研究開発を行っています。

顕微鏡をつかって培養細胞を見てみよう！

高次機能を持った細胞を創っています。生きたまま細胞機能を可視化できる「最先端顕微鏡システム」と「生細胞のライブイメージング映像」をお見せします！

ポスターおよびPCとプロジェクターを用いた投影による説明をおこないます。

がん患者の死亡原因の９割は転移に起因します。転移の多くの症例では、リンパ節に転移が確認されています。本研究室では、リンパ節転移の早期診断・早期治療に関する研究をおこなっております。今回の展示では転移リンパ節のイメージングや、転移リンパ節に直接ナノ薬剤を送達させるリンパ行性薬剤送達法と呼ばれる最新の技術を紹介します。

超音波、光音響などの医用イメージングで、身体の中を高精度・高速に観察する技術を紹介します。

人工細胞膜を使った副作用評価チップの開発

私たちの体は外部からの刺激にとても敏感です。 体は、沢山の細胞が集まって形成されていますが、その細胞を包んでいる細胞膜が、化学物質や光、 力といった刺激に高感度な感受性をもっているからです。 この細胞膜は厚さ4-5 nmの超薄膜で、膜の中には、 刺激を認識するための特別なタンパク質（膜タンパク質）がつまっています。本研究室では、このナノメートルサイズの細胞膜を人工的に作成し、電子デバイスと結合させることによる新しいバイオデバイスの開発を目指しています。

高周波磁界計測システムの開発

集積回路の高集積化と低電圧駆動化に伴い、EMC問題（電子機器等から放射される不要電波が他の電子機器の動作に影響を及ぼす問題）が電子機器における大きな課題になっています。この問題を解決するためには、電子部品からの漏洩電磁波を低減・防止することが重要であり、そのためには微弱な漏洩電磁波の発生箇所を高精度に特定する近傍磁界測定技術が求められています。本研究室では、ガーネット磁性薄膜の磁気光学効果を利用した計測方法を提案し、低侵襲な高周波近傍磁界計測システムの開発に取組んでいます。

泳ぐ，這う，歩く，走るなど，動物は生き生きとした動きを示します．このような振る舞いの背後には，一体どのようなからくりが存在しているのでしょうか？石黒研究室では，ロボットを創りながら生物が示す優れた能力のからくりを調べたり，生き生きとしたシステムの設計原理を明らかにしようとしています．指令通りに動くだけのこれまでのロボットから，あたかも生きているかのように動き回るロボットへ...わくわくしませんか？

人間の視覚機能の理解

環境に柔軟に適応できる人間の脳機能を知ることは，工学を含め我々を取り巻く環境のデザインや評価にとって最も重要な課題のひとつです．塩入･栗木・曽研究室では，視覚系の働きを探求し，その成果に基づく人間工学，画像工学などへの応用的展開を目指した研究を行っています．人間の視覚特性を知るための心理物理学的実験を中心に脳機能測定やコンピュータビジョン的アプローチを利用しています．