宮田 令子
進化を超える極微量物質の
超迅速多項目センシングシステム
プログラム・マネージャー
宮田 令子 Reiko Miyata
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1982年 お茶の水女子大学理学部生物学科卒業
1982年 東レ株式会社入社
(基礎研究所合成化学研究室)
2001年 同社・ケミカル研究所主任研究員
2004年 名大産学官連携推進本部知財マネージャー
(東レより出向)
2010年~名大産学官連携推進本部特任教授
2014年~ImPACTプログラム・マネージャー
(名大/JST間のクロスアポイントメント、エフォート95%)
【プロフィール】
東レ株式会社では、一貫して研究開発に従事し、事業化・研究マネージメントを経験。日本生物工学会技術賞受賞。名大では、異分野融合領域の産学官連携共同研究等マネージメントに従事。産学官専門家との強力なネットワークを有す。博士・農学(京大)。

What's New
2017/9/30[プレスリリース]
世界最高感度の電気計測システムを開発

研究開発プログラムの概要

我々の身の回りには、細菌、ウイルス、有害低分子、PM2.5など、有害で危険な物質が取り巻いている。誰もが健やかで快適な生活を送れるようにするために、昆虫などの優れた生物能力に学び、それを超えるような「超迅速多項目センシングシステム」を、日本が得意とする超微細エレクトロニクス技術によって開発する。これをスマホ・家電・車・メガネ・腕時計などに実装すれば、極微量有害・危険物質をいつでもどこでもセンシングできるようになり、世界で最も快適で安全・安心な社会が実現する。また次世代エレクトロニクス産業の創出にもつながる。

非連続イノベーション

 極微量物質を検出するセンサは、装置が大きいだけでなく、測定時間が長い、感度が不十分、多項目や定性定量の同時測定が困難など、性能面でも多くの課題が残っている。そこで生物進化のプロセスで獲得した昆虫の驚くべき生物能力に学ぶことによって、これらの課題を解決していく。たとえば、昆虫はわずか数mm程度の小さな触角と知覚中枢の中に、超高感度で物質を検出したり、数万種類の物質を識別できる驚異のセンシング能力を備えている。
 このような昆虫の能力を超える多項目同時センシングシステムを創製できれば、いつでもどこでも人々が危険を予測・防止することが可能になる。本プログラムでは、「WHO認定生物兵器を含む細菌・ウイルスを検出感度1粒子・検出速度5分で同時計測」「PM2.5を検出感度1粒子・検出速度5分で定性定量同時計測」「有害物質を検出感度1分子・検出速度5分で定性定量同時計測」「多項目同時計測モニタリングと小型化」という四つの達成目標を掲げる。
 これら新デバイス創製の非連続イノベーションのポイントは超小型化、多項目、定性定量計測、超高集積化を同時に実現することであり、試作から製品化までの過程では、先進的な微細加工プロセスやエレクトロニクスにおける原理的な技術障壁も突破しなければならない。企業や公的施設も積極的に活用し、将来の量産化に向けた研究開発を併せて進めていく。さらに社会実装の仕組みとして、スマートフォン、ウェアラブルデバイス、あるいは家電、自動車などへの実装が可能な小型デバイスを、本プログラム終了時までに開発する。これら開発リスクがある一方、研究開発の進捗状況によって前倒しで進む場合には、開発費を集中させて、プログラム期間中に製品化を具現化していく。

PMの挑戦と実現した場合のインパクト

  • 先進微細加工プロセスやエレクトロニクスにおける技術障壁を突破することで「InSECTデバイス」を事業化し、家電、スマホ、自動車等へ実装することにより、次世代エレクトロニクス産業を創出する。
  • 次世代エレクトロニクス産業のロールモデルを構築し、高い国際競争力を有する産業を創出する。
  • 極めて多数のデバイスから得られるビッグデータをシステム化することにより、革新的な個人向け予報・予防・体調管理システムを構築し、生活空間の安全確保と体調管理等の生活の安心確保により、国民が豊かさと安全・安心を実感できる社会を実現する。

成功へのシナリオと達成目標

具体的達成目標の実現に向けた戦略・シナリオ


産業や社会のあり方を変革するために、本研究開発プログラム終了時までに、PM2.5、花粉、細菌、ウイルス、有害物質等について、スマホや自動車等への実装可能なInSECTデバイス技術を開発する。そのために、各研究機関は、各研究開発を分担するとともに、各機関の緊密な連携に基づく研究開発を以下の戦略・シナリオで進める。
  • ワークショップや研究会を開催し、世界最高峰の優良な技術を取り込んだ研究開発体制を構築し、競合技術と比較して圧倒的差異化を実現する。他の優良技術が新規に開発された場合は、速やかに取り込み、さらなる優位性を確保する。
  • 複数の可能性のある技術を試行する体制で臨み、競争によって1~2年で技術の絞り込み・ふるい落としを検討する。
  • InSECTデバイスの性能に関するマイルストーンを設定し、PDCAにより四半期毎に研究進捗状況報告会等を開催することで、各研究機関の研究進捗状況を把握するとともに、国内外の研究開発情報を的確に把握する。
  • 研究開発内容の改良・変更も含めて、適切かつ柔軟な進捗スケジュール管理を行うことで、世界的に競争力の高いInSECTデバイスを創出する。 InSECTデバイス試作開発において、先進微細加工プロセスが必須なため、大学の微細加工施設のみならず、企業や公的施設も積極的に活用し、将来の量産化を想定した研究開発を進める。
  • InSECTデバイス構想図が、製品化の最適構造であるとは限らないために、製品化までの様々な課題の洗い出しと量産化のためのプロセス最適化を行い、試作品開発し、国研等の協力で実証評価を行う。
  • 研究開発進捗によって技術が前倒しで製品化・事業化できる場合は、開発費を集中してプログラム期間中にも前倒しで製品化を達成する。また、デバイスのスマホ、自動車等への実装のための製品としての最適化を進める。
  • InSECTデバイスの知財の確保に加えて、ISO等での国際標準化によるInSECTデバイス技術の事業の継続性を確保するとともに、環境関係業界団体等の協力で、環境規制見直し等の規制リスクに対応する。
  • InSECTデバイス試作から製品化の過程で、先進微細加工プロセスやエレクトロニクスにおける原理的な技術障壁を突破することで、次世代エレクトロニクス産業のロールモデルを構築し、高い国際競争力を有する産業を創出する。

達成目標


 PMのリーダーシップのもと、人工触角のためのナノワイヤ捕捉、ナノポア識別、分子認識、人工知覚中枢のための超高次元パターン認識、超小型デバイスの世界最先端大学・企業が総力を結集し、他制度ではなし得ない非連続的イノベーションを達成することにより進化を超える極微量物質の超迅速多項目センシングシステムを試作・製品化し、国際標準化することをプログラムの目標とする。実現に要求される基準として、(1)WHO認定生物兵器を含む細菌・ウイルスは検出感度1粒子・検出速度5分、(2)PM2.5は検出感度1粒子・検出速度5分で定性定量同時計測、(3)有害物質は検出感度1分子・検出速度5分で定性定量同時計測(4)多項目同時計測モニタリングと小型化を達成する。さらに、社会実装の仕組みづくり、次世代エレクトロニクス産業創出及び国民が豊かさと安全・安心を実感できる社会実現の見通しを得ることをプログラムの目標とする。

PMが作り込んだ研究開発プログラムの全体構成

PMのキャスティングによる実施体制


宮田 令子PMの実施体制の詳細は公式HPをご覧ください。   

プログラム資料