初代創発PO研究体制
創発研究者（2020年度採択）
な行
（水島パネル）
臓器特異的血管構築機構の解明と応用
血管は臓器ごとに多様な構造と機能を持ち、臓器が正常に機能するために重要です。線維化疾患、癌など様々な疾患では、血管構造が壊れ臓器機能が障害されます。しかし、多様な血管構造が構築される機序、及び疾患で壊れる機序は不明です。本研究ではこれまで未解決である、これらの分子機序を解明します。様々な難治性疾患の病態を血管構築という新たな視点から解明して、革新的な治療法の開発につながる基礎研究を実施します。
（田中パネル）
創傷難治化予知・予防スマートドレッシング
「難治性創傷」は高齢者に多く発生しますが、発症メカニズムが不明なため予防が困難です。そこで、創傷治癒を促進または遅延させる成分は創傷から産生される滲出液に含まれることに着目し、滲出液のマルチオミックス解析により難治化の原因因子を特定します。さらに、その濃度を常にモニタリングし、さらに難治化を防ぐための最適な治療を自動的に開始するスマートドレッシングを開発することで、難治性創傷の根絶を目指します。
（川村パネル）
トポロジーを用いたグラフの変形過程の解析と応用
グラフなどの変形過程を解析する新たな手法をトポロジーや曲面結び目の理論を用いて開発することを目標とします。時間軸を４次元目とみなすと、３次元空間内のグラフの変形過程は４次元空間内の対象になっています。４次元空間内の「曲面結び目」やそれに似た曲面を、より明確に扱えるようになることを目指し、さらに、情報科学、工学、生命科学、芸術などの幅広い他分野における、数理科学の分野を超えた応用を模索します。
（八木パネル）
多段光符号化を駆使したレンズレスギガピクセルカメラの創成
「ギガ」単位の画素数を用いて、実世界の光を隅々まで忠実に記録する「超高解像度ギガピクセルカメラ」は、高度情報化社会における次の画像情報入力装置として重要な役割を果たすと考えられています。しかしながら、このようなカメラは現在超大型であり、応用方法が限定的です。本研究では、符号化光学系と情報処理の融合設計により、モバイル機器で超高解像度撮影が可能なコンパクトギガピクセルカメラの実現を目指します。
（堀パネル）
データとモデルの統合によるインフラの実耐震性の学習
構造物の加速度応答観測により、耐震性に寄与する特性を中小地震の際に学習し、いざ大地震が発生した際には変形量や構造特性を推定し、被災状況や残存する耐震性を即座に把握しようとするものです。クラシカルで難しい実問題を、耐震・構造工学とデータサイエンスを合わせて解決します。マルチハザードに対する総合的なインフラ状況把握、災害耐性評価を簡易で安価な手段で現実的に構築しようとする将来展望の一部を成すものです。
（北川パネル）
バブルアレイのマイクロ・ナノ構造化による新規熱輸送技術の創出
とても小さな気泡の周りの温度分布や液体中の成分を調整すると、気泡は自発的に高速振動します。本研究では、この振動原理の解明と、気泡配列の集団振動制御に挑戦します。一つ一つの気泡の動きが協調して、集団で液体や熱を移動させる大きな力を生むことを期待します。特に、光を利用した高速温度分布測定や制御を駆使して気泡配列の周りの熱の移動を明らかにします。将来的には電子部品冷却などの技術革新に貢献します。
（川村パネル）
新しい偏極中性子散乱による次世代デバイスの微視的理解
中性子散乱は物質科学における強力な微視的測定手段です。研究者自らが新たに考案した中性子スピンを含めて解析する偏極中性子散乱手法により、次世代デバイスであるスピントロニクスと超伝導を対象とした研究を展開します。次世代デバイスの研究では電圧測定等、これまで巨視的な知見が蓄積されていますが、実用化には微視的な情報が不可欠です。新散乱手法を用いて微視的機構の解明とそれによる物質設計指針の獲得に繋げます。
（堀パネル）
複雑多様なリスクに対応する知能化インフラの研究
老朽化、人々の活動様式の変化、自然災害の多様化による「複雑で多様なリスク」に対する既存インフラ構造物の「保有性能判断」を高い信頼性で効率的に行うことを目指します。コンピュータビジョンによるセンシングと機械学習・AIでの「知能化」技術による「データ同化」で、実構造物の劣化損傷状態を考慮する「デジタルツイン」を構築し、リスク荷重を確率論的に扱う「性能解析」を効率化する代替モデル計算基盤を確立します。
（阿部パネル）
小型浮魚類回遊生態の解明と漁場予測技術の確立
群れで回遊する魚が日本の水産重要種に占める割合は高く、回遊魚の漁場を予測することができれば漁業の大きな助けとなりますが、回遊魚の分布生態には未知の部分が多くあります。本研究では、魚群探知機による観測に機械学習を組み合わせることでこれまで難しかった網羅的な観測を可能にし、回遊魚の生態を解き明かすとともに、その知見を元に魚群間の相互作用を取り入れた世界初の回遊魚漁場予測シミュレーションを行います。
（伊丹/福島パネル）
高分子フォルダマーを基盤としたDDSナノファクトリーの創製
本研究では、構造が一義的に決まった様々なかたち・サイズの高分子集合体の創出法を確立し、その分子集合体に触媒や酵素などの分子変換システムを組み込んだナノデバイスを作製します。このナノデバイスを疾患部位でくすりを産生する医用反応場へと応用することで、高い治療効果、低い副作用を可能にする新しい医療技術の構築を目指します。
（塩見（美）パネル）
新生RNAライフサイクルを制御する転写終結機構の解明
本研究では、がんやウイルス感染などで頻繁に破綻が見られるゲノム作動制御、特に転写終結反応に注目しています。転写終結機構の破綻により遺伝子間領域にDNA損傷が誘導されますが、不明な点が多く残されています。本研究は独自の革新的新生RNA解析技術を駆使し、転写終結反応の分子機構とそれを介したゲノムストレス制御機構の理解を目標とします。さらに、得られた知見を応用し、新たな疾患治療標的の発見に貢献します。
（井村パネル）
スパース非線形低次元モデルによる複雑流動場の先進フィードバック制御
本研究では複雑流動場の先進フィードバック制御を実現します。具体的には1)新規のアルゴリズムを開発して複雑流動場の高解像度計測を行ってデータベースを構築します。2)このデータベースに基づき複雑流動場の非線形低次元モデルを構築し、3)スパースセンサとスパースアクチュエータの最適化法を明らかにします。4)これらのモデル、スパースセンサ、スパースアクチュエータを用いて先進フィードバックを実証します。
（伊丹/福島パネル）
生物に習う高温でガラス化する高分子材料の創製とその学理解明
プラスチック製品が高温で軟化する経験から、一般的な高分子は低温側で硬い状態、高温側で柔らかい状態を示します。私は、高分子に普遍なこの熱的性質とは真逆の「高温で硬化」する新奇な現象を世界で初めて発見し、その構造的特徴が好熱菌等の極限環境生物のタンパク質に共通することを見出しました。本研究はこの高温ガラス化現象の学理を解明し、これまでの温度制約から開放された新たな社会の創造を目指します。
（堀パネル）
「深海底地盤工学」確立に向けた革新的技術開発
将来の深海底地盤の大規模利活用に向け、「海底地盤の状態を評価し、利活用に繋げるための革新的技術開発」を行います。まず、海底軟弱地盤の力学モデルを構築するとともに、地盤-構造物間で生じる相互作用のモデル化を進めます。その上で、インフラ施工時の力学的インパクトが地盤に与える影響評価を進める中で、海底資源開発やインフラ整備へ向けた技術を蓄積し、深海地盤における新たな学問体系の構築に挑戦します。
（合田パネル）
人工海馬による記憶・学習能力の創発
海馬は記憶・学習に必須な脳領域です。これまで海馬の神経活動を測定する分析・記述研究は行われてきましたが、緻密な活動と記憶との関係を検証することは困難でした。そこで本研究は人工的な海馬を作製し、記憶・学習能力を獲得するか検証することで海馬機能を解明します。分析研究で提唱されてきた仮説を初めて検証すると共に、認知症モデルへの適用を通じて、認知症の新たな治療法の提唱にも貢献します。
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