渡利研究室 - gunma...

研究室紹介 2013/11/21（木）

機械系： 渡利研 松井研 楠元研 中沢研 林研 材料系： 黒田研 電子系： 櫻井研 松岡研 古澤研 曾根研 尹研 情報系： 魏研 白石研 浅香研

渡利研究室

渡利研＝金属加工

教 員：准教授 松井利一（matsui@gunma-u.ac.jp）

場 所：太田キャンパス２階２０６室（実験室）、２０１室（学生居室）

研究紹介：当研究室では，人間の生体機能，運動制御機能，脳の情報処理機能などを

参考にして人間と同じように動作する機械システム（Human Robotics），及び

ヒューマンインターフェースの研究を行います．主な内容は、以下の通り．

（1）視覚系と脳の情報処理機構の解明とモデル化

（a）眼の自動焦点調節機構の解明とその数理的モデル化の研究

（b）眼球運動制御機構と頭部運動制御機構の数理的モデル化の研究

（2）視覚と生体の協調運動制御機構の解明とモデル化

（a）視覚と指・手・腕の協調運動制御機構のモデル化の研究

（b）立上がり・座り動作機構のモデル化と高齢者障害者用補助器具への応用

（c）姿勢制御機構，階段昇降・歩行運動制御機構のモデル化の研究

（d）腕と体の協調運動制御機構のモデル化の研究

（3）ヒューマンインターフェースの研究

（a）視覚疲労の定量化，画像品質の定量的評価

（b）画像表示装置（ディスプレイ，プリンタ等）の最適設計法の研究

（c）文書の読みやすさの解明と読みやすい文書構造の理論的導出

キーワード：「人と機械の共存に向けた人間工学的研究」

メカトロニクス、ロボティクス，システム工学，プログラミング，情報処理

画像信号理論，視覚と生体の情報処理及び制御

メッセージ：興味のある方は研究室（太田キャンパス２階２０９室）へ

楠元研究室の紹介 楠元研究室は、「プラズマ」を加工源とした材料加工の研究を行っています。

＊研究テーマ

・溶接・切断、エッジ加工、表面加工などの加工現象の

解明および加工装置の開発。

・音響を利用した加工品質診断システムの開発

・環境問題に対応した騒音やヒュームの研究

・表面硬化法および表面機能化法の開発

＊研究場所：4F南側

＊学生の自主性を尊重します。週例・月例報告会、勉強会、ゼミ旅行を行います。

新しいものを開発したい君たち、待ってます。

中沢研究室（指導教員：中沢信明 准教授 2階208室）

◇研究テーマ •顔方向に基づく電動車いすの操作 •ステレオカメラによる顔位置の3次元位置計測 •ページめくり機の機構開発と制御 •天井模様を利用した誘導ロボットの自己位置推定など

◇キーワード ヒューマンインタフェース、画像処理、センサ、メカトロ

鼻孔位置の検出の様子 電動車いす 誘導ロボット

興味のある学生は、気軽に見学に来てください。

研究内容 先端加工・ものづくり技術 教 員 林 偉民 准教授

部屋番号 ３１５(内線:2331)

○研究用設備

高速ミーリング装置 両面研磨機 卓上研磨機 表面粗さ測定機 AF 式レーザ測定機

○研究室紹介

最近，MEMS やμ-TAS など機能でデバイスの開発・生産に話題が及んでいる．それら

の根幹技術はものづくり技術である．本研究室はものづくり技術研究の新しい分野，超精

密・マイクロ加工学の研究・開発に重点をおいて，切削・研削・研磨といった従来の加工

方法をいかに超精密・超微細・超平滑など超を極めた加工法へ発展させ，理論付けや現象

解明を行うともに，それらが実現できる新型加工機を設計・開発し，実用化を目指してい

る．現在，研究室に技術補佐員1名，企業からの共同研究員1名，大学院生２名，学部

生４名（昼間２名，夜間2 名）が在学している．主な卒業研究テーマ予定として，①小径

非球面レンズ金型の高能率研磨法および研磨装置の開発；②ナノダイヤモンドコロイドの

研磨特性の研究；③自動車部品のELID 研削技術の応用研究；④テーブルトップ加工機の

開発およびそれによる機能部品の加工研究；⑤単結晶SiC の高能率高品位加工法の開発；

⑥自転／公転型研磨法による高精度修正研磨法の研究；⑦中性子反射ミラーの超精密研磨

法の研究；⑧高精度電着砥石の開発研究など多数を予定している．

以上の研究テーマは，企業や他の研究機関と共同研究を予定している．また，他の研究

室と連携で教育・研究活動やファンドの共同申請を行う予定である．

○研究トピックス

マイクロ金型部品例 車のエンジン部品例

○研究室見学・相談など

研究室配属説明後に，林研究室（315 室，303 室）にて見学や研究テーマの説明など

のご相談を随時受け付ける．メール（wlin@gunma-u.ac. jp）でのご相談も受け付ける．

研究場所：太田キャンパス301，302，303，316 室及びイノベーションセンター内

研究室公開時間：12/３（火），12/６（金）（1６：00～1８：00），場所は３0１室．

学生諸君への一言：頭と技を使って，一緒に日本を支えるものづくり技術を究めよう！

わたしたちは「環境にやさしい方法で、材料のインターフェイスをコントロールする」をモットーにしています。プラスチック・カーボン・セラミック・金属など、様々な素材を操る技術を開発し、ナノ粒子をはじめとする新しい物質を種々創り出し、これを並べ、組み合わせ、役に立つ機能材料をプロデュースしています。主に、次のような研究を行っています。 ① 大気圧プラズマ応用技術

プラズマとは、電気が流れる気体のこと。普通は低い圧力の気体を放電させて発生させます。私たちは、大気圧で低温のプラズマをジェット状に発生させる装置を開発しました。このプラズマを用いることにより、材料表面の改質や新物質の合成が実現できます。また、液体中でプラズマを発生させることにより、カーボンナノチューブなどの機能性新素材を効率的に合成することが可能になりました。

② 新規コーティング技術

めっき代替技術として注目されている「銀鏡反応塗装」や、複雑な形状の金属部材であっても表面に均一に被膜を形成して耐食性を与える「その場重合コーティング」、ゾル－ゲル法を用いたセラックスコーティング技術を開発しています。これらは、基材表面で化学反応をさせながらナノメートルオーダーの構造制御を伴う膜生成を行なうので、「ナノリアクティブコーティング」と称しています。

③ 機能性微粒子の合成と集積

様々な機能等を有する、0.1～10ミクロンサイズの高分子微粒子

を、組成と構造を制御しながら合成する技術を開発しています。また、粒径が均一である微粒子を効率よく二次元集積化させて、単層または多層の大面積領域を持つ粒子集積構造体を簡便に得ることも実現しています。光トランジスタとして期待される「フォトニッククリスタル」や、電気で固さや摩擦力を制御する「電気粘性流体」「電気摩擦材」等に応用しています。

④ 環境適合性プラスチック

ケナフなどの植物繊維とプラスチックを組み合わせた複合材料（「植物繊維プラスチック」）の開発を行なっています。従来のガラス繊維強化プラスチックに匹敵する性能を持ちながらリサイクル性に富み、地球温暖化対策ならびに石油資源保全に寄与します。また、トウモロコシなどを原料とする生分解性のプラスチック（ポリ乳酸）の実用化に向けての基礎的な研究に力を入れています。

黒田教授 Tel 0276-50-2434 Email skuroda@gunma-u.ac.jp

河井助教 Tel 0276-50-2435 Email kawaitakahiko@gunma-u.ac.jp

櫻井研 研究室説明会資料

研究テーマ

コンプトン散乱によるスピントロニクスデバイスの評価

次世代のエレクトロニクスデバイスがスピントロニクス。

「強磁性トンネル接合」がキーワード。Fe/MgOにおける

トンネル電子の直接観測を大型放射光施設（SPring-8：

西播磨）で行う。

X線を用いたLi電池の非破壊検査の研究

卒論の研究結果を学会で発表するのが目標 人のやらないことやろう。Only１をめざそう。 世界のトップをめざそう。 物理、化学が好きな人材で大学院進学希望、博士課程進学希望者を歓迎 月間行事 中間発表会 週1回、雑誌会 毎週、固体物理（キッテル） 年間行事 お花見（歓迎会）4月、ビアガーデン 7月、学会 9月、芋煮会 10月、

国際会議出席・忘年会 12月、卒論発表会 2月

高周波ナノ磁気デバイス材の開発

ナノスケールの粒子を合成して、

GHz帯高周波インダクター材料を開発

（共同研究）

＜ 研究室紹介（平成２５年度）＞

☆教 員： 松岡昭男 （３階３０６室：matsuoka@el.gunma-u.ac.jp） ☆場 所： 実験室（桐生キャンパス：３１５室及びＡＴＥＣ），学生居室（３１６室）

☆研究紹介： 放電の特性及び応用について研究を行っています。

☆主な内容は，下記のとおりです。 １．コロナ放電を用いた素材の表面改質

• コロナ放電を利用して，電子デバイスに使用される素材の表面状態の改質を

• 行っています。表面改質法の開発（ガス種類による効果など）とそのメカニズムの

• 解明をしようとしています。

• → 実験及び測定場所：当研究室及びATEC(接触角計借用)

２．アーク放電を用いたカーボンナノチューブ等の生成

• アーク放電を利用して，カーボンナノチューブやカーボンマイクロ物質の生成法の

• 開発と特性の解析を行います。また，特性解析（電子顕微鏡等）も行う予定です。

• → 実験及び測定場所：当研究室及びATEC(FE－SEM借用)

☆キーワード： コロナ放電，アーク放電，表面処理，カーボン物質

☆メッセージ： 実験に興味がある学生を募集しています。

バイオセンサ、ガスセンサ、抵抗変化素子など

曾根研究室（生産電子系、電子情報部門）

メンバー 教員：曾根逸人，学生：7名（M2：2名，M1：3名，B4：2名）⇒来年M2：3名，M1：2名

研究室 桐生キャンパス：総合研究棟8階801，802室（実験室），9階901，902室（居室） 曾根逸人 准教授

研究テーマ キーワード：ナノ計測、ナノ加工、超高感度センサ、抵抗変化素子、医理工連携 １．超高感度カンチレバ型バイオセンサの開発

ゼミ：週1回，夏合宿：9月頃（1泊2日），スキー合宿：12月頃メンバーの希望次第，懇親会：時々

３．ナノワイヤ（Si, WOx, TiOx）作製とデバイス応用

２．ナノワイヤ型バイオセンサの開発

４．電子線照射によるナノ構造形成 図1 企業と共同開発した試作機

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 5 10 15 20 25時間［ｍｉｎ］

付着重量変化［ｐｇ］ 抗原 抗体

27.7 pg

41. 3 pg

図2 抗原抗体付着測定結果

f - Df 付着分子 Dm

マイクロ

カンチレバ

-0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

-1 -0.5 0 0.5 1

Cu

rren

t [n

A]

Voltage [V]

Si-NW

(Au elec.)

Si-NW

(C electrodes)

B-doped Si-NW

(Au electrodes)

rAu = 1.7 x 103 W･cm 4 mm

Au

Au

Au gap 600 nm

Carbon

Si-NW(B-doped) d = 70 nm

A

図6 Si-NWのIV特性 図5 VLS成長Si-NW素子

Ohmic contact

図3 FIB装置でSOI基板上に作製したSiナノワイヤ素子 図7 電子線形成カーボンスリム探針

500 nm

40 nm

f 30 nm 1 mm

ナノ探針

5500 nm

800 nm

図8 電子線照射でAg2S表面に形成した銀ナノドット文字のSEM像

銀ナノドット文字

f 60 nm

Ag Ag2S

高アスペクトパターン計測に利用

ナノ構造形成利用

生体分子

Au

A SiO2

Si-NW

応用例

メッセージ：高度医療、先端分析などへのナノテク応用が求められています。将来の先端機器開発などを目指して、一緒に研究しましょう。

微小な板バネで生体分子を検出！

生きてる細胞のモニタリングなどを東大と共同研究中

検出感度：25 fg/Hz（fg=10-15g） 既存センサより1000倍高感度

超低濃度の抗体検出に成功！

5.63 fM

図4 Si-NWのIV特性

SiO2

Au

160 µm

SiNW

Au

SiO2

SiNW

8 µm

w = 90 nm

超高感度バイオセンサへ応用

尹研究室はこんなことをやってる メンバー（現）： 教員（保坂教授・尹助教）、研究員（3名）、M2：1名、M1：2名、B4：3名 研究室所在： 桐生キャンパス 3号館電気電子棟 115室 期待できること： 最先端基礎研究、応用開発、学会発表、英会話等 求める学生像： チャレンジ精神旺盛で失敗してもくじけない

研究テーマ（メモリ、太陽電池、医工連携、微細構造形成、ナノ構造、薄膜等）

ナノ構造形成

低動作電流相変化メモリ

多値記録相変化メモリ

シミュレーション

応 用

太陽電池

SDカード SSDドライブ

スマホー

ゲーム機

Density: 1.9 Tbit/in.2

(a) (b)

(c) (d)

GST

SiO2 TiN

W

W

O-GST

SiOx

GST

SiO2 TiN

W

W

O-GST

SiOx

GST

SiO2 TiN

W

W

O-GST

SiOx

GST

SiO2 TiN

W

W

O-GST

(nm) (nm)

(nm) (nm)

(nm

)

(nm

)

(nm

)

(nm

)

魏研究室紹介

１．研究室所在地： 太田キャンパス５Ｆ

２．研究室人員 ： 茂木助教、田中助教；博士１年１名；修士４名；４年３名

３．Ｈ２５年度卒業研究内容： （１）剰余乗算逆数演算アルゴリズム；（２）ディジタル音響圧縮処理； （３）ストリーム暗号処理の回路

４．研究活動：（１）４月ー７月 基礎知識の学習：英語の本を輪講；ＶＨＤＬを用いた回路設計法。

（２）卒業研究：6-7月に研究テーマを決定；９月にセミナー合宿（草津３日間、全員発表）； 12月に浅香研・白石研との合同中間発表会。

（３）ゼミ：毎週月曜日と金曜日の9:30-12-00,５Ｆのゼミ室；毎回発表者が資料を準備し配布。

５．研究環境： １人に１台の専用ＰＣ

６．就職者の目標： 問題発見、解決手法、基本技能、設計開発能力、発表方法を身につけること。

７．進学者の目標： 実践能力、理論解析方法、発見能力、原稿作成能力、学会発表方法

８．研究室見学：いつでも歓迎

http://www.ps.eng.gunma-u.ac.jp/~wei-lab/wei/lecture/study.html

https://sites.google.com/site/shiraishilabgunmauniv/

今後の有望成長分野 ・環境・エネルギ ・カーエレクトロニクス ・医療，バイオ ・情報家電 ・通信機器 ・セキュリティ

有望成長分野に即した，環境・エネルギ，医療，情報家電，通信 モデルベース設計によるシミュレーションによる裏付け ・電気自動車モータ制御システム ・電気自動車用ナビゲーションシステム ・キャパシタ，バッテリ管理システム ・循環器系シミュレーション ・こん睡状態，麻酔状態解析のための大脳皮質シミュレーション ・樹木内部の空洞推定 ・交通信号金属ポールの腐食推定 ・樹木の根電位解析 ・義肢装具用組込みシステム ・ワイヤレス電力伝送制御 ・3次元部品配置配線アルゴリズム ・組込みシステムロボコン参加 ・ESS飛行船コンテスト参加

白石研究室研究テーマ

浅香研究室

研究テーマについて 平成26年度の卒業研究は基本的に，セル・オートマトン(CA)について行う予定です. CA 以外の研究テーマをやりたい場合は必ず事前に相談にきてください． (相談にきても，やりたいことが必ずできるとは限りません） 研究テーマについては12月17日(火)の情報系合同中間発表会を参考にしてください

CA について

学修原論でやった「ライフゲーム」のようなもの． それ以外にも以下があります 避難・交通流・森林火災などのシミュレーション 自己複製 セルオートマトンの数理モデル

研究に必要なこと（学生に期待すること）

プログラミングが嫌いでないこと（得意でなくてもよい） 自分で考えることができる，好きであること 頑張ることができること

その他，わからないこと，確認したいことがあれば，直接（5F 509）または メール( asaka@gunma-u.ac.jp ）で問い合わせてください．