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早稲田大学 新技術説明会【オンライン開催】

日時:2021年06月22日(火) 13:30~15:55

会場:オンライン開催

参加費:無料

主催:科学技術振興機構、早稲田大学

発表内容詳細

  • デバイス・装置

1)電解質を媒体とする新たな海中無線通信の開発

発表資料 プレゼン動画

早稲田大学 理工学術院基幹理工学部電子物理システム学科 教授 川原田 洋

http://www.kawarada-lab.com/

新技術の概要

1.海水のような液体電解質中の伝搬を利用した電気通信
2.送信側:金属電極 ⇒ 受信側:液体電解質中で動作するトランジスタ型センサ
3.送信側:矩形波の電圧(1-5 V)を印加 ⇒ 受信側:矩形波の微分波としてのパルス波(10-100mV)を受信

従来技術・競合技術との比較

海などの水中における無線通信では様々な通信媒体がある。例として、音波は、信号の減衰が少なく伝送距離は長いが、伝送容量が小さく伝送速度も低速である。電磁波は、海水のような電解質中では減衰率が非常に大きいため実用的とはいえない。光は、送信機と受信機を精度よく整列させる必要があるので、移動体通信に適用することは困難である。

新技術の特徴

・電解質(塩)濃度が高いほど減衰が少ない、等方的に伝搬 →電解質中のイオンプラズマ振動の伝搬と解釈
・送信側(金属電極)、受信側(電界効果トランジスタ)ともに小型かつ省電力
・受信トランジスタの半導体は何でもよい。ただ、ダイヤモンドを用いると → 海水中で劣化が少なく、長期安定動作

想定される用途

・長い管(10m以上)に海水(電解質溶液)が満たされた環境での信号伝達
・資源開拓:水中ロボットの制御   (世界市場規模:2023年に約12億ドルの予測※1)
・生態系:海洋環境の保全、漁業の発展

  • エネルギー

2)熱流動場の高精度画像診断技術の開発

発表資料

早稲田大学 理工学術院創造理工学部総合機械工学科 准教授 松田 佑

https://www.matsuda.mmech.waseda.ac.jp/

新技術の概要

複雑な流動場を計測する手法として、近年、感圧塗料とよばれるりん光分子の放つりん光強度の圧力依存性を利用して圧力計測を行う手法が注目されている。しかし光を検出する手法であるために、外乱光がある場合、高精度な計測が行えない。そこで構造化光を利用することで外乱光の影響を抑制して計測する手法の開発を行った。

従来技術・競合技術との比較

従来の感圧塗料計測では、外乱光がある場合は計測が行えず、実験は暗室で行う必要があった。本技術を用いることによって暗室外でも計測が行えるようになり、同手法の適用場面が飛躍的に広がる。

新技術の特徴

・圧力分布計測
・温度分布計測
・光を用いた非侵襲計測

想定される用途

・エネルギー機器の圧力温度分布計測
・酸素濃度計測

  • 計測

3)微弱な生体信号を高感度に測る無線計測システム

発表資料 プレゼン動画

早稲田大学 理工学術院情報生産システム研究科 教授 三宅 丈雄

http://www.waseda.jp/sem-miyake/index.html

新技術の概要

パリティ-時間(PT)対称性共振結合回路を用いて生体信号(主に抵抗値変化)を増幅しながら無線で高感度に測る技術を開発した。可変抵抗素子に相当するバイオセンサ・歪センサなどと組み合わせることで、体表および体内からの生体信号を無線で計測することを可能とする。

従来技術・競合技術との比較

例えば、涙に含む糖度を測る場合、微弱な信号(0 – 0.5 mM)となるため、従来技術(ロスーロス結合回路)では、エネルギー散逸が生じるため計測がほぼ不可能であった。これに対し、PT対称性(ゲイン共振回路の利得とロス共振回路の損失との間でエネルギー的な釣り合いが保たれた状態)を実現することで、ほぼ無損失な結合状態で信号を計測することが可能となる。

新技術の特徴

・超高感度な無線計測
・センサ共振回路の設計変更不要
・体表・体内における使用可

想定される用途

・体表貼付による生体信号無線計測
・体内埋植による生体信号無線計測
・スマートコンタクトレンズ

  • 材料

4)異種接合材の純モード層間破壊靱性評価試験法

発表資料 プレゼン動画

早稲田大学 理工学術院基幹理工学部機械科学・航空宇宙学科 教授 細井 厚志

https://www.hosoi.amech.waseda.ac.jp/hosoi.html

新技術の概要

様々な異種材接合試験片においても適用可能で正確に層間破壊靭性を評価でき、従来の双片持ち梁(DCB)試験法の応用で評価が容易

従来技術・競合技術との比較

自動車車体や航空機機体等のマルチマテリアル化に伴う異種接合技術の開発が盛んだが、現在、適切な純モード層間破壊靭性評価手法は見当たらない。

新技術の特徴

・いかなる異種材接合試験片においても適用可能
・接合に伴う熱残留応力の影響を考慮した評価が可能
・FE解析に入力する破壊靭性値の取得

想定される用途

・異種材接合を有する機械、構造物等の設計
・CFRTPやGFRTPと金属材料のさらなる接合強度向上
・新規複合材料の開発を加速する

  • 情報

5)「ロボットになりきる」ための遠隔操縦システム

発表資料 プレゼン動画

早稲田大学 理工学術院総合研究所 次席研究員 大谷 拓也

https://sites.google.com/view/takuya-otani/top

新技術の概要

本発明は、操縦対象の行動時の安定維持に必要な情報として視覚や足裏力覚情報などを操縦者が理解しやすいよう変換して提示し、さらに操縦者と操縦対象の身体の大きさや重さ・運動能力といった身体的ズレを補正した操縦指令を生成することにより、効果的な操縦を実現する。

従来技術・競合技術との比較

従来、人間の動作に連動するロボット操縦が提案されているが、ロボットの安定的な運用にはロボットの重要な状態指標を操作者に伝え、操作者の動作をロボットの構造に適した動作に変換する必要がある。

新技術の特徴

・ロボットなどの操縦対象の大きさや構造に関わらず、使用のための練習が不要な遠隔操縦が可能
・操縦対象と操縦者の身体の違いを自動で補正する遠隔操縦
・操縦対象の足裏が地面から受ける力を操縦者に合わせて提示することで操縦対象の安定性を理解

想定される用途

・小型の人間型ロボットの全身を遠隔操縦することによる旅行体験やスポーツ
・構造を問わない作業用ロボットの遠隔操縦性能向上
・自身の動きに合わせて仮想キャラクターを動かす際のリアリティ向上

お問い合わせ

連携・ライセンスについて

早稲田大学 リサーチイノベーションセンター知財・研究連携支援セクション(承認TLO)
TEL:03-5286-9867 FAX:03-5286-8374
Mail:contact-tloアットマークlist.waseda.jp
URL:https://www.waseda.jp/inst/research/tlo/collaboration

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〒102-0076 東京都千代田区五番町7 K’s五番町

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