Research Organization for Open Innovation Strategy早稲田大学 オープンイノベーション戦略研究機構

Research Project

リサーチ・ファクトリー

再利用可能エネルギーリサーチ・ファクトリー

宮川 和芳教授

2050年カーボンニュートラルの達成に向けたエネルギー改革に対応するエネルギー、推進、インフラ機械機器の整備に備えて、様々な流体機械システムの高機能化、高性能化、高信頼性化が求められています。本研究所においてもカーボンニュートラルの達成に貢献するための機械システムの研究開発を実施していますが、特に、CO2を排出しない再生可能エネルギーの開発、普及およびCO2排出削減のための機械システムのエネルギー効率の向上を目指した取り組みに注力しています。

再生可能エネルギーの中でも天候に左右されず安定で優良な中小規模の水力発電は、コスト低減と性能、信頼性向上が求められます。計画、生産から消費までの地産地消の電源を目指してバリューチェインの最適化が必要です。地点として開発がほぼ終わっている大規模水力発電は、既設機の取り替え需要は多くあり、最近のシミュレーション技術を駆使して効率の向上や、大きな流量、落差変動でも対応可能なエネルギーを有効利用できるプラントとして生まれ変わっています。従来、原子力発電の需給調整を担ってきた、揚水発電は、最近、風力や太陽光など変動の大きな再生可能エネルギーの需給調整として、大容量バッテリーとして期待されています。揚水発電には、系統安定化の機能もあり、現在、活用方法が模索されています。これらの電力会社、自治体、メーカーのニーズに応えるべく、活動を展開していきます。その他、エネルギー機械の効率向上により省エネルギー化を支援し、CO2排出削減に貢献します。

本研究所では、液体水素や液体CO2の輸送のための技術開発、要素技術研究にも注力していきます。二次エネルギーである水素のカーボンフリーのためのエネルギーとしての地位確立に向けて、輸送、貯蔵のためのエネルギーキャリアシステムの大型化/コストダウンと、各種利用シーンでの製品競争力強化を加速するために、流体機械・機器の開発基盤技術の構築を進めます。また、CO2の輸送に伴う課題の解決にも取り組み、研究成果を機械・機器の性能、信頼性向上およびコストダウンへと展開いたします。

これらの研究開発は、外部からの委託、共同研究、公的研究を利用して実施いたします。大学でのシーズと企業、自治体などのニーズを合致させ、タイムリーな成果を創出するためのマネージメントを機構、学協会との協力のもと進めてきます。長期的、短期的なロードマップを引いて、社会の要求であるカーボンニュートラルの実現、災害に対する有効なインフラ整備、地産地消のエネルギー源の構築などを目指して研究開発を実施いたします。

エネルギー・環境技術創出リサーチ・ファクトリー

松方正彦教授

2030年を目標とした国連のSDGs、それに続く2050年を目標としたパリ協定のいずれにおいても、大規模なCO2排出の削減の達成を目指しており、そのためには再生可能エネルギーの開発と普及や省エネルギーといった、エネルギー環境・分野におけるイノベーションは必須です。特に本プロジェクトが強く関係する炭素資源の有効利用分野においては、人口減少、EVの普及、省エネルギー技術の革新と普及によって、今後国内外の産業に急激な変化が起こりつつあります。一方で、国のエネルギーインフラを担う産業としては持続的な発展が不可欠であり、このため社会変革を実現可能とする技術の開発とその社会実装を目指す必要があります。

イノベーションを実現し新事業と新しい社会像を創生するには、分野にとらわれずエネルギー、社会システム、モノづくりに至るまでの幅広い新規技術開発が重要であり、大手企業と大学の連携はもちろんのこと、新規な技術開発と社会実装を機動的に進めるためのベンチャーの育成・支援も欠かせません。

私たちの研究室ではこれまで、ゼオライトをはじめとする無機結晶性ミクロ多孔体の合成と機能に関する化学をコアとしたエネルギー・環境問題の解決に資する触媒の開発、化学プロセスを圧倒的に省エネするための膜分離技術の開発に取り組んできました。このような研究シーズを生かしつつ、CO2排出の大規模削減を目指して、CO2の分離回収や資源化技術を中心に、展望のある先進的なテーマを数多く創出するとともに、共同研究の深化によってスピード感のある深堀をしつつ、大学の広範な研究シーズを企業の新事業創出による持続的発展へと展開することが課題です。包括提携の枠組みの下にある企業とのFS研究やその先の社会実装を目指した共同研究に取り組み、シーズをもつ多くの教員と企業のニーズのマッチングの下で、本プロジェクトを中心に多様な共創的な場の形成を進めます。また、環境浄化事業や分離膜事業に関するベンチャー企業との共同研究も展開し、事業創出を支援します。

本プロジェクトは、本学がもつ学術的知見・研究シーズと、参画企業の組織間連携に基づく、効率的で幅広い競争領域での共同研究事業の創出に資するノードの形成を目指していきます。

早大が産学協働コンソ設立、化学産業全体でCN実現

先端ICT技術社会応用リサーチ・ファクトリー

戸川望教授

セキュリティバイデザインに基づく不正ハードウエアの検知

「情報セキュリティ技術」の確立を目標に掲げ、コンピュータシステムを構成する装置や機器などのハードウェアに対するセキュリティ技術の開発、ウェアラブル技術や地理情報処理サービスの向上に関する研究、画像処理や秘密計算の処理速度を向上させるFPGA(Field-Programmable Gate Array)という集積回路を対象とした研究などを進めています。

私のプロジェクトでは、特にハードウェアトロイ検知技術など、将来のIoT(Internet of Things)社会の脅威となりうる存在に対するセキュリティ技術や、量子コンピューティングのソフトウェアに関する技術について強みを持っています。企業の皆様とも連携しながら、集積回路設計ツールベンダや計測機器メーカによる事業化などを進め、社会的に意義ある研究に取り組んでいきます。

尾形哲也教授

深層学習により多用途で活躍できるロボットを開発

私の研究室では、認知ロボティクスなどにおける人間の知能に関する学術的研究を背景として,人工知能(深層学習)を用いたロボット動作学習(プログラミング省力化開発)、ロボット対話システム開発、また深層学習とロボットオペレーションシステムの統合システム開発などを行なっています。具体的には深層学習の枠組みを,産業用の人間協調ロボットや家庭作業の支援ロボットなどの「多機能ロボット」に導入し,ロボットハードウェアの本来の機能を最大限に引き出すことで,様々なタスクに短期間で利用できるような知能化のフレームワーク開発を進めています。深層学習の様々なハードウェアへの利用可能性を考慮したアプリケーション開発を,今後もアグレッシブに進めていきたいと考えています.

鷲崎弘宜教授

システム&ソフトウェアの開発・運用の実践技術の向上

本研究室では、ソフトウェアシステムの設計や再利用、品質保証システム&ソフトウェアエンジニアリングに取り組んでいます。特に、パターン化・抽象化を通じたソフトウェアシステムの検証と合成、多面的測定・解析と機械学習を通じたソフトウェアシステムの評価と改善およびビジネスとの接続の技術、オートモーティブ分野における高信頼・高効率開発の導入・適用サービス等に関する研究を特に進めています。

分野の特性上、開発や運用の現場に対しアクショナブルな形で、システム&ソフトウェアの開発運用支援や品質保証に係る研究シーズを提供することが重要であると考えており、できるだけ企業との共同研究の形を採ることで、現場の問題を的確に把握しながら研究を進めています。

山名早人教授

ビッグデータ解析の社会実装

ビッグデータ解析をキーワードに、「暗号化状態のまま実行できるクラウドコンピューティング処理」「インテリジェントユーザインタフェース」「第三者が真似できないアクティブ認証」「プロアクティブな推薦システム」「Webコンテンツの信頼性判定」「電子ペンデータ解析による学習状態の把握」等に取り組んでいます。ビッグデータ解析では、社会のニーズを把握し、様々な基盤技術を的確に組み合わせ、不足部分について新しい手法を提案していくことが求められています。本研究室の強みはこうした社会実装をする上での基盤技術とノウハウにあると考えています。これを実現するため、国内外の大学、企業、国と積極的に連携し、進めています。

建築・まちづくりリサーチ・ファクトリー  

後藤春彦教授

本格的な人口減少・少子高齢社会の到来を受けて、開発から時間の経過した住宅地はオールドタウン化が進行し、大都市圏郊外では、将来、負の遺産となるような住宅地の発生が危惧されています。こうした状況の中、国土交通省では、郊外市街地を「計画開発による公共施設整備率の高い、都市の貴重な資産」と位置づけ、「成熟社会に対応した郊外住宅市街地の再生技術の開発』事業に2018年度から取り組み始めています。また、民間の住宅事業者や鉄道事業者が中心となって、郊外型住宅団地再生のための実証実験が始まっています。
一方、テレワークの普及により、自然や歴史文化の豊かな大都市圏郊外に新たな住まいを求める動向も注目されます。スプロール化による無秩序な開発を繰り返すことなく、これを郊外再生の契機にしたいと考えています。
本リサーチ・ファクトリーでは、郊外市街地を再生する技術として、ものづくり技術(機能的価値)、コトづくり技術(意味的価値)に加え、コミュニティづくり技術(規範的価値)を駆使して、共有価値創造(CSV)を目指し、空間技術、環境技術、生活技術、コミュニケーション技術を組み合わせた「次世代住宅地モデルの開発」と「交流拠点モデルの開発」を行います。
さらに、性能評価指標を構築し、住宅市街地の新たな付加価値創造と維持再生にかかる技術の基準化を行うことにより、「市街地維持再生指針(案)」を策定します。
現在、首都圏近郊を社会実装フィールドとして、地域のブランディング(既存ストックの保存再生とまちの文脈位育成を通じた共有価値(CSV)の創造)を行い、競争力の獲得と社会課題解決の両立を目指します。

具体的には、以下のテーマに取り組みます。
(1) 次世代住宅地モデルの開発
戸建て住宅地を対象として、地域課題と居住者ニーズの把握、次世代住宅地モデルの開発、次世代住宅地モデル導入による効果の検証と評価指標の開発を実施します。
(2) 交流拠点モデルの開発
大規模住宅団地を対象として、コミュニティ実態の把握、「健康」をテーマとした新たな交流拠点の開発、交流拠点設置の効果検証と評価指標の開発を実施するとともに、コミュニティ活動運営の実態調査とその分析を実施した上で、団地における交流拠点の継続的な運営のしくみをモデル化します。
(3) 市街地維持再生認証システムの確立
首都圏郊外の社会動向シミュレーション、各種ガイドラインの提示、評価システムの構築を実施します。

革新的資源循環技術リサーチ・ファクトリー

所 千晴教授

経済性を持った資源循環を達成するためには、有価成分回収および有害成分除去の経済合理性の高い分離技術が必要です。本リサーチ・ファクトリーでは、有価成分の高度分離技術およびプロセス開発、有害成分の高効率かつ安定した処理技術またはプロセス開発、そして、これら技術を高度化するためのシミュレーション技術開発を行います。

具体的には、以下の3つのテーマに取り組んで参ります。
(1) 資源循環を実現するための高度分離技術およびプロセス開発
粉砕・破砕、物理選別、湿式プロセス(沈殿・溶出・吸着)、高温プロセスを組み合わせ、企業ニーズに沿った新規分離技術またはプロセスを提案します。プロセスの提案にあたっては、高速カメラ顕微鏡観察やX線分析、磁気分析を駆使した固体分析、ICPやIC等を利用した溶液分析、ゼータ電位測定やAFM測定を駆使した界面分析など、適切に分離を評価するキャラクタリゼーションにも注力します。経済性をもって資源循環を達成するための分離プロセス構築には、対象に応じて、物理的な分離技術、物理化学的な分離技術、および化学的な分離技術の適切な組み合わせが必要ですが、本研究では、それらの技術をほぼ網羅した研究チームを組織し、どのような対象にも適切な分離プロセスを提案可能な体制となっています。国内でもそのような組織は少なく、詳細な固体分析のツールを有していることも本特色のひとつです。
(2) 資源利活用プロセスを支える環境浄化技術およびプロセス開発
主として無機有害元素を含む廃水や排ガス処理を対象として、高効率かつ安定した処理技術またはプロセスを提案します。特に固液または固気界面での構造変化に着目し、有害元素が高効率に沈殿または吸着する環境材料や環境浄化プロセスの開発を実施し、(1)と同様に、適切に処理を評価するキャラクタリゼーションにも注力します。固液界面での有害元素の挙動に着目し、それらの構造変化を理学的に把握するツールを持ちつつ、工学的に環境浄化技術やプロセスを高度化している点に先進性があります。
(3) 資源利活用技術を高度化するためのシミュレーション技術開発
固体同士の分離を可視化し、機構を解明するための粉体シミュレーションや、溶液内の沈殿・溶出・吸着の機構を解明し、反応速度を把握するための地球化学シミュレーション、高温プロセスにおける各種元素の状態を把握するための熱力学シミュレーション、電気パルス法による分離機構を解明するための電界シミュレーション、衝撃波伝搬シミュレーション、変形シミュレーションなどを対象とします。資源循環の各種技術やプロセスを可視化し高度化するために幅広いシミュレーションツールを有している点に特色があり、特に粉体シミュレーションは流体シミュレーショ ンに比べて発展途上であり、民間企業からの委託・共同研究のニーズが高いです。

■JST未来社会創造事業 本格研究 公開シンポジウムの開催は→こちら
■グリーンCPS協議会、循環バリューチェーンコンソーシアム設立記念合同シンポジウムの開催は→こちら
●持続可能な社会の構築に向けた資源循環の拠点
「サーキュラーパーク九州」(川内発電所跡地活用)の実現に向けた連携協定を締結
■日本学術会議 公開シンポジウム「なぜSDGs? ~資源・材料循環におけるSDGsとカーボンニュートラル~」の開催は→こちら

領域横断(他機構連携)

2020年度より開始したプレラボなどにおいて、領域が確定していないもの、または領域をまたがるものについて、組織対組織で検討を進める。領域が確定した段階で、既存分野に紐づけるか、領域横断型プロジェクトとして実施している。

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