機械工学科 教員・研究室紹介

・マイクロニードルの開発（蚊を模倣した痛みの少ない注射針の開発）
・マイクロセンサ・アクチュエータの開発とロボットへの応用
・ロボット用情報処理（人工知能、ロボットビジョン、パスプランニング）

3D光造形で作製した蚊を生体模倣したマイクロ針

・無機・有機材料を用いたバイオセンサ
・ナノ構造を利用した機能性材料の創製
・バイオミメティクス

セミの趣にあるナノ構造を模倣した抗菌材に付着した大腸菌

・自励音の発生機構の研究
・バイオリンなど楽器の音響機構の研究
・血管脈波の解析と計測、診断

音や波、振動を発生する研究対象

・特殊流路における二相流動特性
・ラジオグラフィをもちいた二相流動場の定量評価
・強制流動沸騰系の伝熱流動特性

中性子線を用いた熱流動現象の定量評価

・振動発電デバイス
・IoTメカトロニクス
・小型アクチュエータ

小型環境発電機

・人間工学を用いた製品設計
・視線入力インタフェースの開発と医療応用
・非接触型触覚ディスプレイの開発

ファントムセンセーションを用いた空気噴流による非接触型触覚ディスプレイ

・分子動力学法による材料強度と機能の評価
・機械現象の粒子法シミュレーション
・計算ナノテクノロジーの応用

固体材料の計算力学シミュレーション（分子動力学／粒子法）

・粉末冶金プロセスを用いた材料開発
・計算機援用による材料機能評価
・機能発現のための材料設計

真空雰囲気で合成した硫化物

・自己組織化を利用したナノ構造体の形成
・半導体ナノワイヤー形成と電子デバイスへの応用
・ナノワイヤ太陽電池に関する研究

シリコン基板上に形成したゲルマニウムナノワイヤー配列

・MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)光スイッチ
・微小空間における流体制御
・電子デバイスとメカニクスを融合させたマイクロセンサ

光導波路を用いたMEMS光スイッチの概略

・走査プローブ顕微法ひずみイメージング
・強誘電性・磁性・熱物性・電気化学反応の高分解能計測
・リチウム電池の蓄電機構解明

超音波AFMによるPZT圧電セラミック粒界欠陥電荷イメージ

・金属疲労水素脆化のメカニズム解明
・マイクロ材料の強度実験と応力解析
・材料組織解析と強度への影響評価

鉄合金中の疲労き裂先端の透過型電子顕微鏡写真

・疲労損傷評価
・複合材料の機能評価と設計
・スマート構造とスマート材料の開発

診断技術と材料設計（デザイン）の概念図

・血液循環のバイオメカニクス
・力学に基づく人工臓器、治療・診断デバイスの機能評価と最適化
・レーザーを使った流れの可視化と計測

機械工学的手法により開発・最適化した脳動脈瘤治療用カバードステント

・分子薄膜潤滑膜のトライボロジー
・トライボケミストリー
・摩擦発電

インテリジェントタイヤ用摩携電センサの開発

・超精密ダイヤモンド切削における工具摩耗抑制
・メカノケミカル超砥粒砥石による電子・光学材料の超仕上げ
・逐次精密加工による材料内部情報取得システム

超微細加工機上での超精密切削の様子

・視覚情報処理に基づくロボットシステムの知能化
・センシングと機械学習に基づく人支援システム
・人や環境とロボットの自然なインタラクション

人・環境センシングに基づくロボットの知能化

・液体水素の冷熱利用に関する研究
・低NOx水素燃焼技術の開発
・熱交換器への着霜の評価

低NOx排出2段燃焼水素火炎

・ダイヤモンドの熱化学的損耗に関する研究
・マイクロ多刃工具に関する研究

マイクロ加工機械の一部であるマイクロツールデバイス

・圧電素子、動吸振器、消音器を用いた振動・騒音制御
・免震台、振動絶縁の研究
・モード解析を用いた振動解析

平板の曲げ波伝播の数値シミュレーション

・移動変形する界面を含む混相流の数値シミュレーション
・界面現象（表面張力と濡れなど）の物理
・微粒子を含む液の流れ解析

固体斜面上を滑落する液滴のシミュレーション

・次世代自動車のトライボトロニクス
・トライボケミストリー
・超低摩擦システムの創成

「摩擦」の仕組みを解明するためのその場分析技術の開発

・気液二相流ダイナミクス
・強制流動沸騰系における限界熱流束
・混相流の数値シミュレーション

管内を上昇する単一気泡

・ストークス動力学法を用いた微粒子運動の解析
・微細構造を有する膜内の透過・拡散流解析
・浸透圧によるヒト赤血球の膨張・溶血挙動解析

膜の微細構造を模擬した粒子モデル

・乱流伝熱の数値シミュレーション
・ガスタービン翼冷却技術の開発
・先端計測技術を用いた低速・翼列風洞実験

ガスタービン翼周りの伝熱・流動シミュレーション

・作業に合わせたロボットの機構設計法
・適応的ロボットハンドの開発
・力覚提示デバイスの設計と制御

協働での作業に特化したロボット

・生体信号の非接触センシング技術開発
・健康・心理状態の推定と予測制御技術
・Brain Machine Interfaceの安全工学応用

冬眠中のクマの非接触バイタルサインモニタシステム

・ロボットハンド
・マイクロ発電機
・ソフトアクチュエータ

真空グリッパによる瓶の把持

・振動子を用いた微粒子励振制御弁
・小型流量制御弁の開発
・微細空圧位置決めシステムの研究

振動子駆動時のイメージ

・ハイブリッド・ロボティック・システム
・検査・建設ロボット
・ヒューマン・ロボット・インタラクション

適応型ロボティクスシステムの事例

・看護師などの勤務表作成に関する研究
・プラント・機械工場における生産スケジュール作成に関する研究
・スケジューリング問題における多様な最適解の生成

半導体露光装置の最適移動順路

・操作意図を考慮した人-機械協調システム
・人の知覚特性に基づいた速度感の高い映像の開発
・前庭動眼反射を用いた操作主体感のモデリング

操作意図を検出するステアリングシステム

・新規シンチレータの創成
・新規ドシメータ材料の開発
・放射線計測装置の開発

X線イメージング技術による電子デバイス内部の可視化。

・気泡・液滴のダイナミクス
・界面活性剤を用いた二相流の制御
・粘弾性流体の数値解析

粘弾性流体中の気泡（数値解析/実験）

・グリーントライボロジー
・トライボケミストリー
・摩擦センシング技術の開発

水を利用した摩擦低減メカニズムの研究とその応用例（人工関節）