※研究者の所属・肩書および参画企業等記載は課題採択または記事掲載時のものであり、現在とは異なる場合があります。
ICT・電子デバイス
プロトタイプ
キーワード ：
AI、ACナノポア法、電気インピーダンス、単一粒子、完全電気型、ウイルス、細菌、超微小電流
研究成果最適展開支援プログラム（A-STEP） 産学共同（育成型）
研究開発課題名
ACナノポア法による微生物センサの開発（開発期間：令和4年10月～令和7年3月）
研究者 山本 貴富喜（東京科学大学）
研究者 山本 貴富喜（東京科学大学）
本研究では、交流（AC）ナノポア法と機械学習を統合した、試薬を用いないAI駆動微生物センサの基盤技術を構築した。
直径数μm・長さ数十μmの流路型デバイスおよびリング電極型デバイスを開発し、断面寸法±5％以内の高精度加工と量産可能なプロセスを確立するとともに、サブミクロンサイズの極細流路も実現した。取得波形にCNNやDenseNetなどの深層学習アルゴリズムを適用することで、細菌14種で正解率94.6％・特異度99.6％、ウイルス11種で正解率89％・特異度99.0％を達成し、当初目標（5種・正解率80％）を大きく上回る性能を実証した。さらに、注射器操作のみで微生物を抽出可能な前処理ユニットを実現し、清掃・食品・医療など多様な現場実装に向けた次世代AI駆動微生物センサを実証するとともに、社会実装に向けた技術基盤を確立した。
期待されるインパクト（効果、意義、市場規模、売り上げ予測）
本技術は培養不要・15分以内判定を実現する試薬フリーAI微生物センサであり、従来数日要した衛生検査を大幅に省力化する。国内外の衛生管理・食品製造・医療検査市場は数千億円規模と見込まれ、本装置と消耗チップ、クラウド解析を組み合わせた事業として、10年後には売上50億円規模が期待される。開発者の声
本技術は、反応試薬や培養を一切必要としない、完全電気式の全く新しいセンシング技術である。「サンプルをラボに持っていくのではなく、ラボを現場に持ってくる」というパラダイムシフトを実現し、従来の微生物検査を大幅に時短・省力化し得るものである。国内外の衛生管理・食品・医療等を含む関連市場は70兆円超と見込まれ、機器販売・クラウドサービス・データサービスを組み合わせた事業として、スタートアップによる社会実装により数年内に年売上数十億円規模が期待される。●第73回電気科学技術奨励賞
●第80回電気学術振興賞 論文賞［2024年4月］
●第39回センサ・マイクロマシンと応用システムシンポジウム 優秀技術論文賞
●第40回センサ・マイクロマシンと応用システムシンポジウム 優秀技術論文賞
●第41回センサ・マイクロマシンと応用システムシンポジウム 最優秀技術論文賞
