研究体制

創発研究者(2020年度採択)

か行

楽 詠コウ

(八木パネル)

物理ベースグラフィックス:変形物体のマルチスケールモデリング
究極的リアリズムのための、質感表現・質感設計手法に取り組みます。人物表現に重要な髪や肌、クリームやソースなどの食品の他、化粧品、土砂を含む「粘弾塑性体かつ関与媒質であるマルチスケール構造を有する非均質変形物体」を対象とし、その見た目(光学)と動き(力学)双方のシミュレーションと物性推定とを統一的に扱う手法を研究します。少ない労力での圧倒的写実表現と、その逆問題となる自動質感設計の実現を目指します。

籠谷 勇紀

(水島パネル)

直接リプログラミングによる長期生存能を持つメモリーT細胞の誘導
本研究では免疫システムの中心を担うメモリーT 細胞を若返らせ、がん治療へ応用することを目標とします。メモリーT 細胞は時間経過とともに老化して機能が衰えますが、遺伝子レベルで複数の改変を加えることで、長期生存能を有する初期状態に戻すための研究開発を行います。体内のがん細胞を攻撃するT 細胞はしばしば老化が進んでおり、本研究成果の応用によりがん免疫療法に革新的な治療効果改善をもたらすことが期待されます。

笠井 淳司

(水島パネル)

胎児医療に向けた神経発達障害発症機構の解明
発達障害の一つである自閉スペクトラム症(ASD)は、社会性・コミュニケーション障害が主な症状ですが、発症原因は未だ不明であり、主症状を緩和する治療施策は極めて乏しいのが現状です。そこで本研究課題では、対症療法しか選択肢がない発達障害治療において、特にASD の胎児医療を実現するための道筋を示し、根本的な治療(原因療法)を可能にする精神疾患治療のイノベーションに繋げることを目指します。

笠原 和美

(八木パネル)

Brain-Machine Interfaceを用いたテーラーメイド・ニューロリハビリテーション
脳機能障害からのリハビリテーションは、その治療効果に個人差があり、十分な効果が得られない場合があります。Brain-Machine Interfaceは、対象者の脳の信号を読み取り、フィードバックすることで障害された脳機能を代替し、さらに回復を手助けします。そこで本研究は、一人ひとりの脳の特徴に合わせたBrain-Machine Interfaceを開発し、リハビリテーションの治療効果の個人差を改善できる「テーラーメイド・ニューロリハビリテーション」を目指します。

笠松 秀輔

(北川パネル)

不規則材料系のマテリアルズインフォマティクスへの展開
近年、大量の材料データにAI技術を適用することで、所望の特性を有する新材料の探索を行う「マテリアルズインフォマティクス(MI)」が注目を浴びており、規則的に原子が並ぶ材料ではかなりの成功を収めています。これに対して本研究では、原子の並びをあえて不規則にすることで様々な特性や機能を付与できることに着目します。不規則材料系に対応した高速・高精度な物性計算フレームワークを確立し、不規則材料系のMIを展開します。

片桐 さやか

(天谷パネル)

口腔内細菌叢破綻による生涯の代謝異常の病態解明
口腔内細菌叢破綻(虫歯や歯周病)は、最も感染率が高い感染症です。口腔内細菌叢破綻が代謝異常疾患に影響することがわかりつつありますが、そのメカニズムは不明であり、予防はできていないのが現状です。本研究では、臓器として捉えた口腔と代謝に重要な肝・脂肪・筋とのクロストークを解明することで、代謝異常の新たな予防戦略を確立し、これまでの歯科は歯を治療するという概念を覆し、歯科医療を再定義するものとなります。

加藤 岳仁

(吉田パネル)

超相分離ナノ構造制御技術の創出と新概念キャリアマネージメント機構の実証
本研究は電子素子の励起子生成からキャリア動作機構を含む、素過程の解明から得た多くの知見や発想とミクロ・ナノ相分離構造制御技術の飛躍的な拡充により、電子素子の根本的な構造と機構変革による超高機能な塗布型発電体の創製を目指します。突如のライフラインの遮断にも瞬応可能な社会、また、途上国の電力事情にも寄与できる社会インフラの創造等、多くの産業に関わる破壊的イノベーションに繋がるシーズを創出します。

加藤 英明

(塩見パネル)

光により操作可能な生命現象の拡張と光遺伝学2.0の創出
人を含む多くの生物はロドプシンというタンパク質を用いて光情報を利用します。中でも微生物が持つ一部のロドプシンは、光により神経細胞の活動を制御できる研究ツール(光遺伝学ツール)として注目を浴びていますが、本研究では新規のロドプシンを発見・開発することで、光によって更に多様な化学反応や生体パラメータの制御を可能とする「光遺伝学2.0」を創出し、神経科学を超えた研究・医療・産業分野への貢献を目指します。

金澤 直也

(北川パネル)

新世代コンピューティング素子のためのスキルミオン物質基盤創成
多数のスピンで構成されたナノサイズの磁気粒子「スキルミオン」の2つの特徴(安定な粒子性・巨大な実効磁場)を引き出す物質を開拓します。様々な形態に自己組織化したスキルミオン集団に現れる非線形現象や量子伝導現象を開拓することによって、数〜数百ナノメートルという階層に現れる新しい物理を切り拓き、量子/ニューロモルフィックコンピューティングといった新世代計算機技術への応用可能性に挑戦します。

金崎 朝子

(八木パネル)

生活空間セマンティクス駆動型ロボットに関する研究
ユーザにとって有用な情報の収集を行動目的とする生活空間セマンティクス駆動型ロボットを提案します。ロボットは自律的に環境内を移動し、膨大なセンサ情報の中から有用であると判断した情報のみを抽出してデータベースに蓄積します。ユーザフィードバックによる情報有用度の再計算を行い、ロボットの行動則を強化学習により更新します。高度認識技術と強化学習を組み合わせた新しい統合的技術を提案し、これを実現します。

嘉部 量太

(伊丹パネル)

安定電荷分離状態を利用した電荷・励起子制御技術の実現
有機材料の電荷・励起子は有機ELや有機太陽電池などの有機半導体デバイスにおいて最も重要な役割を占めます。従来、励起子は非常に短寿命で観測する技術が限られており、制御することも困難でした。本研究では励起子を安定化し、超長寿命化することによってその外部制御を可能とし、有機蓄光や光刺激発光材料をはじめとする新しい光機能デバイスを創出します。

河岡 慎平

(水島パネル)

がんに起因する宿主の多細胞連関の異常に関する統合的研究
本研究では、がんによって個体に不調が生じるのはなぜか、という根本的な問題に、「がんに起因する宿主の多細胞連関の異常」という新しい視点でとりくみます。がんを根治できない場合、がんに起因する身体の不調を抑え込むことが重要です。そのためには、がんによって不調が生じるしくみを理解する必要があります。本研究を進展させ、がんを消せなくても健康長寿を全うできるような世の中を実現する一助になりたいと考えています。

川上 恵里加

(北川パネル)

ヘリウム表面上の電子を用いた量子ビットの実現
量子コンピューターは、量子ビットの持つ不思議な状態を上手く利用することによって、現在のコンピューターでは解くことが出来ない問題を解くことが出来ます。そのためには、高精度な量子ビットを準備する必要があります。本研究では、真空中に浮揚している電子を用いて量子ビットを実現することを目指します。真空中では量子ビットの状態を撹乱するものが少ないので、高精度な量子ビットを実現出来ることが期待出来ます。

川島 雅央

(天谷パネル)

がん細胞の熱エネルギー代謝 ―熱代謝療法の開発―
ヒトは、筋肉の“震え”と褐色脂肪細胞が持つ“UCP1”という発熱タンパク質を使って熱を作ります。私達のグループはUCP1を使って発熱する“温かいがん細胞”が存在することを発見しました。がん細胞は基本的に熱を嫌います。本研究では、がん細胞にUCP1を誘導する分子スイッチを特定し、がん細胞自らに発熱させてがんを治癒に導く“熱代謝療法“というこれまでにない全く新しい治療法の開発を目指します。

菊地 謙次

(井村パネル)

生物流体と生命現象のクロストークダイナミクスの創成
工学を主軸とし生命科学へアプローチする新たな学術研究領域の創発を目指しています。「工学的知見に基づく生理学 (Engineering-based Physiology)」を開拓し、生化学的現象と物理現象を明瞭に数理モデル化する次世代バイオメカニクスへと深化させます。本研究では、新規生体内物質輸送計測法を活用し、生体内外の流れと健康や疾病などの生理現象との相互干渉(クロストーク)について統合的かつ横幹的理解に不可欠なプラットフォームの創発に挑戦します。

北野 政明

(北川パネル)※研究開始の猶予制度を利用中

ヘテロアニオンサイトを反応場とする新規固体触媒の創出
本研究では、様々な酸窒素水素化物材料を合成しそれらを基軸とする新触媒の開発を行います。この触媒系では、酸窒素水素化物のヘテロアニオンサイトを反応場として直接もしくは、単原子触媒を導入し間接的に利用することで、従来触媒プロセスよりも温和な条件下でN2, H2, NH3, CO2, CH4などを活性化することに加え、従来の触媒では実現できなかった化学反応を進行させることを目的としています。

木寺 正平

(井村パネル)

電磁波センシングによる多元的双方向画像解析の研究
本研究ではマイクロ波・ミリ波・テラヘルツ波等の電磁波センシング技術のためのレーダとトモグラフィ理論を融合した革新的な画像解析法の研究基盤を創出し、また多重散乱波及び多偏波データを統合させ、革新的な交通インフラの大規模コンクリート内部非破壊検査、自動運転におけるカメラでは見えない影領域の人体識別・予測技術を創発し、学術・社会・産業分野における破壊的なイノベーションをもたらすことを目的としています。

木村 梨絵

(合田パネル)

柔軟な視覚・運動連関を生む脳領野間ダイナミクス
脳は柔軟性の特徴を有し、外部の感覚情報を処理して特定の行動を出力します。感覚情報の変動、あるいは脳や感覚器の機能低下が生じても、その程度が軽ければ安定に行動を出力します。また、新たな入力-出力関係を再学習することもできます。脳の柔軟性によって、状況変化に適応できます。この脳における柔軟な情報処理機構を、特に視覚・運動連関に注目し、多脳領野にわたる多細胞の神経活動や神経回路を解析して明らかにします。

XU XIAO

(北川パネル)

マイクロマルテンサイト変態 -多機能性材料物質群の創出-
本研究は、マルテンサイト変態という変位型相変態の中で、約1%以下の微少な変態歪みを示す物をマイクロマルテンサイト変態と定義します。「微小型」でありながらも超磁歪を超え、かつ「微小型」であるからこその超省エネの特性を生かし、将来的に超省エネアクチュエータ、超磁歪材料を超える次世代磁歪材料、高効率次世代磁気冷凍材料および省エネ次世代相変化型メモリー材料の破壊的にイノベーションの創出に挑戦します。

郭 媛元

(田中パネル)

脳機能の解明に向けた多機能三次元神経プローブの開発
本研究では、脳機能を多面的に理解するため、行動中の動物の脳内で化学的・電気的な情報を位置分解的に収集できる「多機能三次元神経プローブ」の開発を目指します。本プローブはタコの足のような形状を持ち、各肢を精密に動かして多様な化学物質・電気信号を高速検出することができます。このプローブを用いて脳内の特定の細胞や領域を標的し、脳の局所から全域にわたる多様な信号の記録・操作を実現し、脳機能の解明に迫ります。

久保 尋之

(八木パネル)

プログラマブルビジョンによる次世代イメージング
被写体に光を当ててカメラで観測するとき、直接目に見ることの出来ない被写体の深層的な情報は、多様な経路を辿る光伝搬に局在しています。そこで本研究では、様々な光伝搬を選択的に観測・解析し、プログラマブルビジョンとして体系化します。空間・波長・偏光などの性質に基づいた光の伝搬をプログラマブルビジョンの枠組みで統一することで、隠された潜在的な映像を可視化する次世代のイメージング技術を実現します。

久保田 浩司

(伊丹パネル)

固相メカノラジカルの化学と応用
本研究では、機械的な力に応答して駆動する新反応・新材料の開発を目指します。これまで化学者は、化学反応を促進する方法として熱や光、電気エネルギーを主に利用してきましたが、機械的な力による分子変換反応の例は限られています。私は、有機高分子材料と無機・金属材料をメディエーターとして利用することで機械的な力により駆動する革新的な分子変換、重合反応および機能性有機材料の創製を行います。

熊谷 将吾

(吉田パネル)

共熱分解シナジー効果制御による有機炭素資源利用高度化
「共熱分解シナジー効果制御」と呼ぶ新概念の熱分解法を創出します。現状、廃プラスチック、未利用バイオマス、石油等の有機炭素資源は、別々の産業・プロセスで処理されています。本手法が確立すれば、これら有機炭素資源を「まとめて」化学原料に転換できるだけでなく、回収化学原料の高付加価値化および高収率化が実現します。有機炭素資源利用の高度化および関連産業の構造までも大きく変えるイノベーションが期待されます。

熊谷 崇

(伊丹パネル)

時空間極限における革新的光科学の創出
走査プローブ顕微鏡と超高速レーザー分光とを組み合わせた先端計測を開発し、時空間極限における究極的な顕微分光を目指します。この新しい計測よって光励起に伴う物理的・化学的現象のダイナミクスを原子・分子レベルで解明し、時空間極限における革新的光科学を創出していきます。

倉石 貴透

(水島パネル)

非感染性自然免疫活性化機構の全貌解明
自然免疫は感染最初期に働く防御機構です。ところが最近、感染に関係なく自然免疫が活性化して炎症が起こり、生活習慣病や関節リウマチなどの発症基盤になることがわかってきました。しかし、病原体非依存に自然免疫が活性化するメカニズムはまだほとんどわかっていません。本研究では、モデル生物であるショウジョウバエを使って大規模な変異体スクリーニングを行うことで、病原体非依存の自然免疫機構の全体像を明らかにします。

倉持 光

(伊丹パネル)

室温・溶液中における単一分子の極限時間分解分光
本研究では10 フェムト秒という極限的な時間分解能で単一分子の光応答を観測し、さらにそのマイクロ秒スケールでの変遷を追跡することができる革新的な方法論を開発します。これにより、常温・溶液中で揺らぐ一つ一つの分子の個性が反映された反応ダイナミクスだけでなく、それに紐付いた量子コヒーレンスの実時間観測を実現します。また、この方法論に基づき、単一分子レベルでの反応制御に向けた技術基盤の構築を目指します。

栗原 大輔

(塩見パネル)※研究開始の猶予制度を利用中

植物雌性配偶体をモデルとした細胞運命制御機構の解明
植物の雌の生殖細胞である雌性配偶体には、受精をする細胞である配偶子を一定の数にするために周囲の細胞の運命を維持するメカニズム、また配偶子に異常が起きた際、周囲の細胞の運命を転換させ配偶子を新生するメカニズムが備わっています。細胞内・細胞間コミュニケーションを介した細胞運命の決定・維持・転換機構を1 細胞レベルで明らかにすることで、植物細胞を維持する・産み出す制御システムの解明を目指します。

玄 大雄

(吉田パネル)

エアロゾルと気候変動を繋ぐその場測定法の開発
PM2.5に代表されるエアロゾルは大気中に浮遊する微粒子であり、気候変動を予測する上で最も大きな不確実性をもたらす要因の一つです。本提案では、エアロゾルの気候影響を解明する「鍵」として、エアロゾルのバルク組成ではなく表面組成に着目し、「表面組成の選択的検出」と「気候影響計測」を可能にするその場測定法の開発に挑戦します。本研究成果を基に、「エアロゾル-環境-ヒト」を繋ぐ新たな研究分野の開拓を目指します。

好田 誠

(北川パネル)

電子スピン波情報担体の創発
電子スピンが回転しながら空間伝搬するスピンの「波」を新たな情報担体に利用する学理構築と原理実証を目指します。半導体の電子スピン波は長い寿命と優れた制御性を兼ね備え、光情報通信の独壇場であった波の並列・多重性を、半導体に組み込むことが可能となります。半導体素子のスケーラビリティと融合させ、既存技術の延長線上にない方法で、膨大な情報量を伝送・処理できる固体スピン波情報プラットフォームを構築します。

江目 宏樹

(井村パネル)

光熱変換機構の解明と熱の自在制御技術の創成
持続可能な近代的エネルギーの確保(SDGs 目標7)のため、光と熱の変換を利用した太陽光エネルギーの有効利用技術の発展は重要な課題です。本研究では、光と熱はどのような物理でエネルギー交換しているか(光熱変換原理)を明らかにし、これまで実現されてきた光からの熱エネルギー回収性能を超える新たな熱輸送制御技術の確立を目指すと共に、電磁波を利用したエネルギー輸送機構における新たな設計技術の潮流の創発を目指します。

河村 奈緒子

(阿部パネル)

革新的な合成化学を用いた多糖の機能研究と応用
独自の化学合成技術と分子イメージング技術の融合により、神経接着、神経可塑性の制御に関わる多糖の役割の解明と神経機能制御法の開発、そして細菌固有の多糖を応用した糖鎖ワクチンの候補分子の開発に取り組みます。将来的には、神経系シグナルの人為的な制御法を確立し、神経疾患の治療・創薬開発を目指します。加えて、致死率が高く、これまで効果的な治療法がない細菌感染症に対する初めての強力なワクチン開発を目指します。

古賀 大尚

(阿部パネル)

生物素材を用いた持続性エレクトロニクスの創成
近年、電子機器の使用量が急増し、金属や石油など枯渇性資源の消費が加速しています。また、大量の電子ゴミが発生し、人体への悪影響や環境破壊を招いています。本研究では、持続生産可能な生物素材を原料として、電子機器に必要な絶縁体・半導体・導体を創り、全て生物素材由来の持続性エレクトロニクスを実現します。生物素材で創る高機能電子機器で豊かに暮らし、使用後は自然に還す、持続可能な循環社会の構築に貢献します。

小塚 裕介

(北川パネル)

トポロジカル超伝導ヘテロ接合の材料科学
現在、電子や光子の量子性を用いた量子センサーや量子コンピュータの開発が盛んに行われています。しかしながら、量子性は外乱に脆弱であるため、量子性の保持と制御性を両立することは現状容易ではありません。本研究では、量子性を長時間保ち、かつ外部制御を可能にすると期待されている特殊な超伝導状態を異種物質接合で実現し制御するための材料開発を行い、新たな固体量子系構築の土台とすることを狙います。

小宮 怜奈

(塩見パネル)

生殖non-coding RNA群を利用したカスタマイズイネの創生
イネをはじめとした多くの作物は、種子を利用することから、生殖のコントロールは、収量増産や安定供給に大きく寄与します。本研究では、1300種類のタンパク質をコードしないノンコーディングRNAsの生殖特性を明らかにします。これら機能性RNAを組み合わせ、世界各地のさまざまな環境下で安定した食料供給を可能にする「生殖RNAのオーダーメイドイネの構築」にむけた創発的研究に挑みます。

昆 俊亮

(水島パネル)

がん細胞誕生時の生体内反応の解明
本研究では、がん細胞が誕生した時に、正常間質細胞がどのような挙動を示すのかを観察する。さらには、de novo発がんマウスを用いて、正常間質からがん間質へと遷移するいくつかのタイムポイントにおいて遺伝子発現解析を行い、同期性に揺らぎを示す遺伝子もしくは細胞群を同定し、がん臨界の本態を明らかにすることを目的とする。

近藤 武史

(塩見パネル)

器官構築を司る多階層情報フィードバックの解明
我々の体は「形」と「機能」が調和した器官の組み合わせによって成り⽴っています。本研究では、1細胞ゲノミクスやイメージング技術を駆使して、胚発生全過程を対象として機能を規定する遺伝子発現・細胞分化ダイナミクスを計測し、形を作り上げる形態形成の時空間ダイナミクスと関連付けたデータを構築します。そして両者の制御関係の網羅的解析から、正確な器官形成機構の多様性と、その背後に潜む本質の解明を目指します。

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