Research

研究分野

「ヒトのカラダを助ける工学」は「メディカル機能+知能認識+運動ロボティクス」の3研究分野と、これらを社会実装するために「デザイン思考」とを融合させた新しい工学です。
ヒトのカラダを助ける工学としてさまざまなイノベーションを創出するために、本学科ではこれらの3研究分野をコアとする12の研究領域を設置します。また研究に必要な学力を養うために「メディカル機能工学」と「運動機能工学」の2つの教育系列を用意します。

“Engineering Design for Supporting Human Function” is a new engineering that combines the three research fields of “medical function + cognitive recognition + robotic function” with “design thinking” to implement these in society. Engineering Design for Supporting Human Function, this department will set up 12 laboratories categorized into these three research fields. In addition, the educational two courses, “Medical Function Engineering Course” and “Athletic Function Engineering Course”, are prepared for cultivating the academic ability necessary for the research works.

教育系列Education

メディカル機能工学系
Medical Function Engineering Course

ヒトの体内や脳神経の機能に関わる工学分野の科目群

A group of engineering subjects related to the functions of human internal organs and cranial nerves

運動機能工学系
Athletic Function Engineering Course

ヒトの四肢の機能に関わる工学分野の科目群

Engineering subjects related to human limb function

研究系列Research

メディカル機能
Medical Function Design

ヒトの身体の中で起きる代謝を研究する

Studying the metabolism that occurs in the human body

マテリアル / メカノバイオロジー / ナノメディスン / バイオロジスティクス

Materials / Mechanobiology / Nanomedicine / Biologistics

知能認識
Cognitive Function Design

ヒトの頭脳の中で起きることを探究する

Seeking in the processing what goes on in the human brain

フォトニクス / イメージプロセス / 健康認知機能 / デザイン学

Photonics / Image Processing / Health Cognition / Designology

運動ロボティクス
Robotic Function Design

ヒトの四肢の助けになることを追究する

Pursuing to support the functions of human limbs

ロボティクス / 障がい者スポーツ機能工学 / ヒューマノイド運動機能 / ヒューマノイド制御

Robotics / Para-Sports Engineering / Humanoid Motor Function / Humanoid Control

知能認識

Cognitive Function Design

知能認識Cognitive Function Design
アイコン:フォトニクス
フォトニクスPhotonics

見えない光でカラダを見る

Look into the body with invisible light

曽我 公平 教授
曽我 公平 教授
Prof. Kohei SOGA
イメージ:フォトニクス

百聞は一見に如かず。カラダの中で起こる、見えないことを光を使って見せるようにするのがフォトニクス研究室のミッションです。可視光線よりも波長が長い近赤外線は、生体の透過率が高く、小動物ならば体の中を透視することができます。フォトニクス研究室では、将来的に術中診断などに用いることとを想定し、特にこの近赤外線という光を使って病変をはじめとする体の中の状態を可視化する多様な取り組みを行っています。

Seeing is believing. The mission of the Photonics Laboratory is to use light to show what is invisible matters in a body. Near-infrared light, which have a longer wavelength than visible light, have a high transmittance for living organisms, and in small animals, inside of the body is seen through. The Photonics Laboratory is studying to visualize the various phenomena inside the body including lesions, especially using this near-infrared light, expecting that it will be used for intraoperative diagnosis in the future.

共同研究 Collaboration

国立がん研究センター、大阪公立大学、理化学研究所

National Cancer Center, Osaka Metropolitan University, RIKEN

知能認識Cognitive Function Design
アイコン:イメージプロセス
イメージプロセスImage Processing

見えないものを視る

Seeing invisible

2025年度着任予定
Expected in FY2025
イメージ:イメージプロセス

計測装置の進歩により、ざまざまな現象を計測することが出来るようになってきました。一方、その情報量は爆発的に増加しており、人が目で視て判断する限界を超えています。このような大量な情報の洪水の中から、ヒトにとって重要な現象を見つけ出し、可視化する画像処理技術の構築を目指しています。

Advances in imaging equipment have made it possible to measure a variety of phenomena. At the same time, the volume of information is exploding, exceeding the limits of human visual judgment. Our goal is to construct image processing technology that can find and visualize important phenomena for humans from such a large amount of information.

共同研究 Collaboration

国立がん研究センター、理化学研究所、北海道大学、名古屋大学、大阪大学、琉球大学

National Cancer Center, Hokkaido university, Nagoya univercity, Osaka university, University of the Ryukyus

知能認識Cognitive Function Design
アイコン:健康認知機能
健康認知機能Health Cognition

予測によるウェルビーイングと健康~変えられる未来〜

Forecast Based Prediction -- Changeable future --

2023年度着任予定
Expected in FY2023
イメージ:健康認知機能

24時間365日、ネットワークに接続され遍在する多数のセンサで見守られ助けられる世界が近づいています。巨大なデータの機械学習、統計解析により把握される人々の健康や生活状態を、個々人の違いを大切にしつつパーソナライズされたケアに接続する予測支援技術のデザイン、開発に取り組みます。人の身体機能だけでなく、精神機能、認知機能の総合的なロボティックなケアの実現を目指します。

A world is approaching where people are watched and helped every hour, everyday by massive ubiquitous sensors connected to networks. We will work on the design and development of predictive support technology that connects people’s health and living conditions, which are understood through machine learning and statistical analysis of big data, to personalized care while respecting individual differences. Our laboratory aims to realize comprehensive robotic care of not only a person’s physical functions, but also mental and cognitive functions.

共同研究 Collaboration

東京大学、東北大学、横浜市立大学、上智大学、国立情報学研究所、香港理工大学、アイントホーフェン工科大学

The University of Tokyo, Tohoku University, Yokohama City University, Sophia University, National Institute of Informatics, PolyU, Eindhoven University of Technology

知能認識Cognitive Function Design
アイコン:デザイン学
デザイン学Designology

医療を中心とした課題をデザインで解決する

Solving medical issues by design

渡邊 敏之 教授
渡邊 敏之 教授
Prof. Toshiyuki WATANABE
イメージ:デザイン学

デザインとは色や形のこと、と考えるかもしれませんが、色や形はその一部分です。デザインとは、問題や課題を見つけ出すことから始まり、それを解決するために新たな視座を作り出し、計画し設計し実験を繰り返し、問題を解決していくプロセス全体のことです。本研究室ではこれからの医療、材料、ロボティクスなどの様々な課題を新たな視座で解決する方法、技術、考え方について研究し、具体的に解決のための新たな提案をしていきます。

You might think of design as color or shape, but color or shape is part of it. Design is the whole process of finding a problem, creating a new perspective to solve it, planning, designing, repeating experiments, and solving the problem. In our laboratory, we will research methods, technologies, and ways of thinking to solve various problems such as medical care, materials, and robotics from a new perspective, and make new proposals for concrete solutions.

共同研究 Collaboration

国立がん研究センター、東京大学、名古屋造形大学

National Cancer Center, The university of Tokyo, Nagoya Zokei University of Art & Design

メディカル機能

Medical Function Design

メディカル機能Medical Function Design
アイコン:マテリアル
マテリアルMaterials

予防・診断・治療のための新しい材料開発

Development of materials for prevention, diagnosis, and therapeutics

菊池 明彦 教授
菊池 明彦 教授
Prof. Akihiko KIKUCHI
イメージ:マテリアル

人工臓器に代表される医療用材料(バイオマテリアル)は、生体に触れて用いられ、特徴的な機能を発揮します。最適な機能を得るには、バイオマテリアルの表面物性や形を考慮し設計・調製することがきわめて重要です。私たちは、予防・診断・治療を行いうる新しいバイオマテリアルの開発を目指して研究しています。

Materials used in medical devices (those termed as biomaterials), such as contact lenses, or artificial organs, are used in contact with the living body and exhibit distinctive functions. In order to achieve optimal functionality, it is extremely important to design and prepare biomaterials in consideration of their surface properties, shape, and functions required at desired sites. Our research aims to develop new biomaterials that can be used for prevention, diagnosis, and therapeutics for healthy lifes of patients.

共同研究 Collaboration

物質・材料研究機構、東京大学、東京女子医科大学

National Institute for Materials Science (NIMS), the University of Tokyo, Tokyo Women's Medical University

メディカル機能Medical Function Design
アイコン:メカノバイオロジー
メカノバイオロジーMechanobiology

細胞と対話して未来の医療を拓く

Dialogue with cells for future medicine

上村 真生 准教授
上村 真生 准教授
Assoc. Prof. Masao KAMIMURA
イメージ:メカノバイオロジー

私たちの体を構成する細胞はさまざまな「力」による刺激を常に受けており、体の機能や病気にも大きく関与しています。このような 「細胞が感じる力」 に関する研究は、「メカノバイオロジー」と呼ばれる一大分野に発展して高い注目を集めています。メカノバイオロジー研究室では、細胞を「力」などで刺激することで、未知の生命現象を観察することや、病気の予防・治療につながる技術の開発を進めています。

Mechanobiology is the study of the physical and mechanical forces of cells and tissues. Cells in the body are always exposed to various forces. These physical signals essentially regulate physiological phenomena. Thus, mechanobiology studies have received increasing attention in fundamental biology and medical research. We are especially interested in understanding how cells receive stimuli from the external environment and what happens to cell function. The research in our laboratory is motivated by a desire to develop various manipulation methods, including mechanical forces, for discovering unknown biological phenomena and exploring innovative nanomedicine.

共同研究 Collaboration

物質・材料研究機構、産業技術総合研究所、慶應義塾大学

National Institute for Materials Science (NIMS), National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Keio University

メディカル機能Medical Function Design
アイコン:ナノメディスン
ナノメディスンNanomedicine

ナノで生体機能を操る

Upgrading biological function using “nano”

梅澤 雅和 講師
梅澤 雅和 講師
Jr. Assoc.Prof. Masakazu UMEZAWA
イメージ:ナノメディスン

「ミリ」「マイクロ」よりも小さいスケールを表す「ナノ」。工学的に作られる超微細な「ナノ」構造の上で、私たちの体を成す生体分子は新奇な振る舞いをすることが分かってきました。生体分子の振る舞いは疾病と密接に関連しており、その制御が疾病の治療や予防にも繋がります。当研究室では、生体分子の動的振る舞いを自在に操るナノマテリアルのデザインの研究に取り組み、工学や薬学など学際的な観点から「健康に貢献するとは何か」を追究します。

“Nano” stands for a scale smaller than “milli” and “micro”. Biomolecules in our living bodies show unique behaviors on the ultrafine “nano” structures that are engineered. The behaviors of biomolecules are closely related to diseases, their control can lead to the treatment and prevention of diseases. In our laboratory, we are studying the design of nanomaterials that can manipulate the dynamic behavior of biomolecules and rethinking about “how we can contribute to human health” from an interdisciplinary perspective, including engineering and pharmaceutical sciences.

共同研究 Collaboration

東京工業大学、京都女子大学、広島大学、山口東京理科大学、デンマーク・国立労働衛生研究所、カザフスタン・ナザルバエフ大学

Tokyo Institute of Technology, Kyoto Women’s University, Hiroshima University, National Research Center for Working Environment of Denmerk, Nazarbayev University (Kazakhstan)

メディカル機能Medical Function Design
アイコン:バイオロジスティクス
バイオロジスティクスBiologistics

カラダの中の物流を理解する

Understanding the logistics in the body

2023年度着任予定
Expected in FY2023
イメージ:バイオロジスティクス

カラダの中では臓器や組織が互いに協調し生体機能を制御しています。循環器や呼吸器だけでなく細胞レベルでも、外部からの刺激を感知すると酸素や二酸化炭素、イオン、熱など色々な物質が輸送・局在することによりカラダの恒常性が維持されています。本研究室では、実験およびコンピュータシミュレーションにより、生体内でのマルチスケール物質輸送を工学の側面から検討し、医療に応用することを目指しています。

The tissues and organs work together for controlling the biological functions in the body. When outside environment changes are detected, various materials such as O2, CO2, ions, and heat are transported and localized to maintain homeostasis in cardio-respiratory system and intra- and intercellular communication systems. Biologistics Laboratory is studying the multi-scale mass transport in the body using experimental techniques and computational simulations, expecting the clinical applications.

共同研究 Collaboration

九州大学、徳島大学、千葉大学、イギリス・スウォンジー大学

Kyushu University, Tokushima University, Chiba Unviersity, Swansea University (UK)

運動ロボティクス

Robotic Function Design

運動ロボティクスRobotic Function Design
アイコン:ロボティクス
ロボティクスRobotics

ロボット技術で未来の生活をデザインする

Designing future living by robotic technology

2023年度着任予定
Expected in FY2023
イメージ:ロボティクス

少子高齢化が進む中、日常生活の中で人々の生活機能を支援するサービスロボットや支援機器の実現が期待されています。移動・運動、コミュニケーション、学習、セルフケアをはじめとした様々な生活機能について、ロボット技術を組み合わせることで支援するシステムをデザインします。ニーズ分析からはじまり、システム構築、評価に至るまで、各分野の専門家と連携し、AIやビッグデータも活用しながら実現することを目指します。

As the birthrate declines and the population ages, service robots and assistive devices are expected to become a reality that support people’s life functions in daily living. We design systems that support various daily life functions, including mobility, communication, learning, and self-care by combining robotic technologies. Starting from needs analysis, system development, and evaluation, we aim to realize such systems utilizing AI and big data and collaborating with experts.

共同研究 Collaboration

産業技術総合研究所、東京大学、大阪大学、長崎大学、国立がん研究センター、ニュー・サウス・ウェールズ大学

National Institute of Advanced Science and Technology (AIST), The University of Tokyo, Osaka University, Nagasaki University, National Cancer Center, University of New South Wales

運動ロボティクスRobotic Function Design
アイコン:障がい者スポーツ機能工学
障がい者スポーツ機能工学Para-Sports Engineering

身体運動のメカニズムを解明する

Beyond the limit of human performance

保原 浩明 准教授
保原 浩明 准教授
Assoc. Prof. Hiroaki HOBARA
イメージ:障がい者スポーツ機能工学

病気や怪我によって運動機能が著しく低下した場合には、各人の多様なニーズに合った工学的支援が求められます。これには単なるモノづくりだけでなく、身体運動(歩く・走る・跳ぶ)を支える、神経・筋系の巧みな制御機構を理解することが必要です。バイオメカニクスではこのような身体運動の原理・原則・仕組みを力学的に分析し、得られた知見を福祉機器やスポーツ用具の研究開発、さらには臨床リハビリテーションへと応用します。

Assistive technology is an indispensable prerequisite for having comfortable daily lives in individuals with functional motor impairments. When we develop assistive devices, we must understand the biomechanics of human bipedal locomotion in conjunction with the structure, function, and motion of the neuro-mechanical aspect of the living body using the methods of mechanics. Biomechanics contributes to the design of prosthetic and orthotic devices, the production of sports equipment and facilities, and improvements of clinical gat rehabilitation.

共同研究 Collaboration

産業技術総合研究、香港理工大学、ケルン体育大学、ノースウエスタン大学、パドヴァ大学、INAIL義肢装具センター

National Institute of AIST, Hong Kong Polytech University, German Sport University Cologne, Northwestern University, University of Padova, Cntro Protesi INAIL

運動ロボティクスRobotic Function Design
アイコン:ヒューマノイド運動機能
ヒューマノイド運動機能Humanoid Motor Function

人を知り、ロボットを賢く

Making robots intelligent by understanding humans

吉田 英一 教授
吉田 英一 教授
Prof. Eiichi YOSHIDA
イメージ:ヒューマノイド運動機能

ロボティクス分野は感覚、動作計画・制御、知能まで広い範囲をカバーしています。ヒューマノイドをはじめとするロボットが社会や社会のいろいろな場面で活用されるには、これに加えて人間とのインタラクションについての研究が重要です。「人間を知り、ロボットを賢く」を基本方針に、人の動きやその仕組みを知るとともに、その知見を活かして、予測に基づき人とスムーズにインタラクションするロボットとその知能を創り出す研究を行います。

Robotics covers perception, motion planning and control, and intelligence. In addition, interaction is a key research topic so that robots, including humanoid robots, are widely utilized in various societal and industrial scenarios. Under the policy of “Making robots intelligent by understanding humans”, we investigate human motions and their underlying mechanisms towards general knowledge allowing prediction, in order to create robots and their intelligence that can interact and work with humans smoothly and naturally.

共同研究 Collaboration

産業技術総合研究所、フランス国立科学研究センター

National Institute of Advanced Science and Technology (AIST), Centre National de la Recherche Scientifiaue (CNRS)

運動ロボティクスRobotic Function Design
ヒューマノイド制御
ヒューマノイド制御Humanoid Control

制御工学:ふるまいをデザインする科学

Control Engineering: Science on Design of Behaviors

甲斐 健也 准教授
甲斐 健也 准教授
Assoc. Prof. Tatsuya KAI
イメージ:ヒューマノイド制御

「制御」とは、世の中に存在するあらゆるモノを自由自在にあやつる技術を指します。例えば、エアコン・車・ハードディスク・高層建築物・飛行機など、私たちの生活で関係するものすべてに制御の技術が使われているといっても過言ではありません。本研究室では制御工学を主なテーマとし、基礎理論の研究から様々な分野への応用まで、幅広い活動を行っています。また、環境・エネルギー問題への展開、ヒトのためになるロボット技術開発など、制御工学を通じた社会貢献を目指しています。

The word “control” means a technology that can freely maneuver all the things in the world. It’s not too much to say that control technology is utilized for everything in our lives, for example, air conditioners, cars, hard disk drives, tall structures and craft. The main research theme of our laboratory is control theory, and we work in a wide range of areas from researches on fundamental theory to applications to various fields. We also aim at contributions to society via control engineering, such as applications to environmental energy problems and development of robotic technologies for human beings.

共同研究 Collaboration

東京大学、大阪大学

The University of Tokyo, Osaka University