国立研究開発法人

平成27年度

目 次

Ⅰ．総 説 ····························································································· 1

１．概 要 ··························································································· 1

２．動 向 ··························································································· 4

３．幹部名簿 ·························································································· 18

４．組 織 図 ·························································································· 19

５．組織編成 ·························································································· 20

Ⅱ．業 務 ···························································································· 23

１．研 究 ·························································································· 23

(1) 研究推進組織 ······················································································ 25

1) エネルギー・環境領域 ············································································ 27

①領域長・研究戦略部長・研究企画室 ································································ 27

②創エネルギー研究部門 ············································································ 27

③電池技術研究部門 ················································································ 35

④省エネルギー研究部門 ············································································ 39

⑤環境管理研究部門 ················································································ 50

⑥安全科学研究部門 ················································································ 59

⑦太陽光発電研究センター ·········································································· 64

⑧再生可能エネルギー研究センター ·································································· 71

⑨先進パワーエレクトロニクス研究センター ·························································· 76

2) 生命工学領域 ···················································································· 82

①領域長・研究戦略部長・研究企画室 ································································ 82

②創薬基盤研究部門 ················································································ 82

③バイオメディカル研究部門 ········································································ 87

④健康工学研究部門 ··············································································· 107

⑤生物プロセス研究部門 ··········································································· 114

⑥創薬分子プロファイリング研究センター ··························································· 121

3) 情報・人間工学領域 ············································································· 129

①領域長・研究戦略部長・研究企画室 ······························································· 129

②情報技術研究部門 ··············································································· 129

③人間情報研究部門 ··············································································· 137

④知能システム研究部門 ··········································································· 151

⑤自動車ヒューマンファクター研究センター ························································· 158

⑥ロボットイノベーション研究センター ····························································· 159

⑦人工知能研究センター ··········································································· 165

4) 材料・化学領域 ················································································· 170

①領域長・研究戦略部長・研究企画室 ······························································· 170

②機能化学研究部門 ··············································································· 170

③化学プロセス研究部門 ··········································································· 177

④ナノ材料研究部門 ··············································································· 184

⑤無機機能材料研究部門 ··········································································· 190

⑥構造材料研究部門 ··············································································· 198

⑦触媒化学融合研究センター ······································································· 203

⑧ナノチューブ実用化研究センター ································································· 208

⑨機能材料コンピュテーショナルデザイン研究センター ··············································· 210

5) エレクトロニクス・製造領域 ····································································· 215

①領域長・研究戦略部長・研究企画室 ······························································· 215

②ナノエレクトロニクス研究部門 ··································································· 215

③電子光技術研究部門 ············································································· 226

④製造技術研究部門 ··············································································· 237

⑤スピントロニクス研究センター ··································································· 247

⑥フレキシブルエレクトロニクス研究センター ······················································· 249

⑦先進コーティング技術研究センター ······························································· 254

⑧集積マイクロシステム研究センター ······························································· 258

6) 地質調査総合センター ··········································································· 263

①センター長・研究戦略部長・研究企画室 ··························································· 263

②活断層・火山研究部門 ··········································································· 263

③地圏資源環境研究部門 ··········································································· 275

④地質情報研究部門 ··············································································· 282

⑤地質情報基盤センター ··········································································· 303

7) 計量標準総合センター ··········································································· 310

①センター長・研究戦略部長・研究企画室 ··························································· 310

②工学計測標準研究部門 ··········································································· 311

③物理計測標準研究部門 ··········································································· 318

④物質計測標準研究部門 ··········································································· 325

⑤分析計測標準研究部門 ··········································································· 334

⑥計量標準普及センター ··········································································· 341

8) フェロー ······················································································· 361

(2) 内部資金 ························································································· 362

(3) 外部資金 ························································································· 400

1) 国からの受託収入 ··············································································· 402

①経済産業省 ····················································································· 402

②文部科学省 ····················································································· 420

③環境省 ························································································· 421

④その他省庁 ····················································································· 422

2) 国以外からの受託収入 ··········································································· 427

3) その他の収入 ··················································································· 575

２．事業組織・本部組織業務 ··········································································· 884

(1) 本部組織・特別の組織 ············································································· 884

1） コンプライアンス推進本部 ······································································· 885

2） 監査室 ························································································· 885

3） 評価部 ························································································· 886

4） 企画本部 ······················································································· 886

5） イノベーション推進本部 ········································································· 903

①総合戦略室 ····················································································· 903

②技術マーケティング室 ··········································································· 904

③ベンチャー開発・技術移転センター ······························································· 904

④知的財産・標準化推進部 ········································································· 907

⑤産学官・国際連携推進部 ········································································· 910

⑥地域連携推進部 ················································································· 934

6） 環境安全本部 ··················································································· 936

①環境安全企画部 ················································································· 936

②安全管理部 ····················································································· 937

③建設部 ························································································· 939

④情報基盤部 ····················································································· 940

⑤情報化統括責任者 ··············································································· 940

7） 総務本部 ······················································································· 940

①人事部 ························································································· 940

②経理部 ························································································· 941

③業務推進支援部 ················································································· 942

④ダイバーシティ推進室 ··········································································· 943

⑤イノベーションスクール ········································································· 944

8） つくばイノベーションアリーナ推進センター ······················································· 945

(2) 事業組織 ························································································· 948

1) 東京本部 ······················································································· 949

2） つくばセンター ················································································· 949

3） 福島再生可能エネルギー研究所 ··································································· 950

4） 臨海副都心センター ············································································· 951

5） 北海道センター ················································································· 952

6） 東北センター ··················································································· 952

7） 中部センター ··················································································· 954

8） 関西センター ··················································································· 955

9） 中国センター ··················································································· 956

10） 四国センター ··················································································· 956

11） 九州センター ··················································································· 957

Ⅲ．資 料 ··························································································· 961

１．研究発表 ························································································· 962

２．兼 業 ························································································· 964

３．中長期目標 ······················································································· 965

４．中長期計画、年度計画 ············································································· 975

５．職 員 ························································································ 1017

Ⅰ．総 説

産 業 技 術 総 合 研 究 所

(1)

Ⅰ．総 説 １．概 要 任 務：

国立研究開発法人産業技術総合研究所（以下、「産総研」という。）は、平成13年4月の発足以来、基礎的研究の成果を「製品化」に繋ぐ役割を担い、基礎的研究から実用化研究まで一体的かつ連続的に取り組んできた。同時に、研

究分野や研究拠点の枠にとらわれることなく全産総研の視点から人材、施設・設備、予算等の研究資源を最適化し、

社会的・政策的課題に応じて研究実施体制を見直すなど、イノベーション創出と業務の効率化を進めてきた。結果と

して、産総研の技術シーズに基づいた社会インパクトのあるいくつかの実用化事例も創出してきているが、数多くの

革新的技術シーズを事業化にまでつなげるため、更なる強化を図る必要がある。 現下の産業技術・イノベーションを巡る状況を見ると、これまで我が国企業は世界最高水準の品質の製品を製造・

販売することで世界をリードしてきたが、近年、大企業においても基礎研究から応用研究・開発、事業化の全てを自

前で対応することは一層難しくなってきている。さらに、技術の複雑化、高度化、短サイクル化が加わるなど、産業

技術・イノベーションを取り巻く世界的潮流は大きく変化している。他方で、我が国にはまだ事業化に至っていない

優れた技術シーズが数多くある。イノベーションは、技術シーズが企業や研究機関など様々な主体の取り組みにより、

事業化に「橋渡し」されることで、初めて生み出されるものである。その意味で、革新的な技術シーズを迅速に事業

化につなげていくための「橋渡し」機能の強化によるイノベーション・ナショナルシステムの構築が、我が国の産業

競争力を決定づける非常に重要な要素となっている。 こうした中、我が国としても「橋渡し」機能の抜本的強化が必要との認識の下、経済産業省の産業構造審議会 産業技術環境分科会 研究開発・評価小委員会の「中間とりまとめ」（平成26年6月）において我が国のイノベーション・システム構築に向けての提言がなされ、「日本再興戦略」改訂2014（平成26年6月24日）、「科学技術イノベーション総合戦略2014」（平成26年6月24日）、及び「科学技術イノベーション総合戦略2015」（平成27年6月19日）においては、産総研及び新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）において「橋渡し」機能強化に先行的に取り組み、これらの先行的な取り組みについて、適切に進捗状況の把握・評価を行い、その結果を受け、「橋渡し」機能

を担うべき他の研究開発法人に対し、対象分野や各機関等の業務の特性等を踏まえ展開することとされている。 加えて、「まち・ひと・しごと創生総合戦略」（平成26年12月27日閣議決定）においては、地域イノベーションの

推進に向けて、公設試験研究機関（公設試）と産総研の連携による全国レベルでの「橋渡し」機能の強化を行うこと

等を通じて中堅・中小企業が先端技術活用による製品や生産方法の革新等を実現する仕組みを構築することとされて

いる。 また、地質情報や計量標準等の知的基盤は、国民生活・社会経済活動を支える重要かつ不可欠な基盤であり、国の

公共財として国民生活の安全・安心の確保やイノベーション促進、中堅・中小企業のものづくり基盤等、国民生活や

社会経済活動を幅広く支えており、社会資本と同様に国の責務として整備すべきソフトインフラである。 中でも地質情報については、東日本大震災以降レジリエントな防災・減災機能の強化の必要性が高まる中、その重

要性が再認識されているところである。また、計量標準については、イノベーション創出の基盤であり、昨今の高度

化する利用者ニーズへの対応を図ることが求められている。 こうしたイノベーションを巡る世界的潮流や国家戦略等を踏まえ、産総研の平成27年度から平成31年度までの新たな中長期目標期間においては、以下の通り取り組む。 第一に、産業技術政策の中核的実施機関として、革新的な技術シーズを事業化に繋ぐ「橋渡し」の役割を果たすこ

とを目指す。このため、技術シーズを目的に応じて骨太にする「橋渡し」研究前期及び実用化や社会での活用のため

の「橋渡し」研究後期に取り組むとともに、「橋渡し」研究の中で必要となった基礎研究及び将来の「橋渡し」の芽

を産み出す基礎研究を目的基礎研究として推進する。この「橋渡し」については、これまでの産総研における取り組

み方法の変革が求められること、我が国のイノベーション・システムの帰趨にも影響を与えうること、所内でも多く

のリソースを投入し取り組むことが不可欠であることから、最重要の経営課題と位置づけて取り組む。また、地域イ

ノベーションの推進に向けて、公設試等とも連携し、全国レベルでの「橋渡し」を行うものとする。さらに、産総研

が長期的に「橋渡し」の役割を果たしていくため、将来の橋渡しの基となる革新的な技術シーズを生み出す目的基礎

研究にも取り組む。 第二に、地質調査及び計量標準に関する我が国における責任機関として、今時の多様な利用者ニーズに応えるべく、

当該分野における知的基盤の整備と高度化を国の知的基盤整備計画に沿って実施する。また、新規技術の性能・安全

総 説

(2)

性の評価技術や標準化等、民間の技術開発を補完する基盤的な研究開発等を実施する。 第三に、これらのミッションの達成に当たって、新たな人事制度の導入と積極的な活用等を通じて研究人材の拡充

と流動化、育成に努めるとともに、技術経営力の強化に資する人材の養成を図る。 組 織： 産業技術総合研究所は、平成17年度に非公務員型の独立行政法人へ移行したことに伴い、柔軟な人材交流制度を構築するなど、そのメリットを最大限活用することにより組織のパフォーマンス向上を図っているところである。平

成27年からの産総研第4期中長期計画の開始に伴い、研究推進組織・事業組織・本部組織の再編を行った。 現在、研究推進組織としては、平成27年度から新たに組織を再編し、7つの領域（5領域・2総合センター）を設置している。このうち、「領域」の下に領域の研究開発に関する総合調整を行う「研究戦略部」、企業への「橋渡し」に

繋がる目的基礎研究から「橋渡し」研究（技術シーズを目的に応じて骨太にする研究（「橋渡し」前期研究）及び実

用化や社会での活用のための研究（「橋渡し」後期研究））まで一体的に取り組むとともに、中長期的キャリアパスを

踏まえて研究人材を育成する「研究部門」、領域や研究部門を超えて必要な人材を結集し企業との連携研究を中心に

推進する時限組織の「研究センター」の3つを設置している。 事業組織としては、再編・統合を経て現在では「東京本部」、「北海道センター」、「東北センター」、「つくば中央第

一事業所」、「つくば中央第二事業所」、「つくば中央第三事業所」、「つくば中央第五事業所」（平成27年10月に統合した旧「つくば中央第四事業所」を含む）、「つくば中央第六事業所」、「つくば中央第七事業所」、「つくば西事業所」、

「つくば東事業所」、「臨海副都心センター」、「中部センター」、「関西センター」、「中国センター」、「四国センター」、

「九州センター」、「福島再生可能エネルギー研究所」を設置している。 本部組織としては、第4期中長期計画の開始に伴い、「広報部」の企画本部への統合、「つくばイノベーションアリ

ーナ推進本部」の「つくばイノベーションアリーナ推進センター」への名称変更及び「特別の組織」への移行等を経

て、現在では「企画本部」、「コンプライアンス推進本部」、「イノベーション推進本部」、「環境安全本部」、「総務本

部」、「評価部」、「監査室」を設置している。(いずれも平成28年3月31日現在の情報) 平成28年3月31日現在、常勤役員13名、研究職員2,256名、事務職員672名の合計2,941名である。

沿 革： ① 平成13年1月 中央省庁等改革に伴い、「通商産業省」が「経済産業省」に改組。これにより工業技術院の本院各課は産業技術

環境局の一部として、また工業技術院の各研究所は産業技術総合研究所内の各研究所として再編された。 ② 平成13年4月 一部の政府組織の独立行政法人化に伴い、旧工業技術院15研究所と計量教習所が統合され、独立行政法人産業技術総合研究所となった。

③ 平成17年4月 効率的・効果的な業務運営を目的とし、特定独立行政法人から非公務員型の非特定独立行政法人へと移行した。

④ 平成27年4月 独立行政法人通則法の改正に伴い、独立行政法人産業技術総合研究所から国立研究開発法人産業技術総合研究所

へ名称を変更した。 産業技術総合研究所の業務の根拠法： ① 独立行政法人通則法 （平成11年7月16日法律第103号）

（最終改正：平成26年6月13日（平成26年法律第66号）） ② 国立研究開発法人産業技術総合研究所法 （平成11年12月22日法律第203号）

（最終改正：平成26年6月13日（平成26年法律第67号）） ③ 独立行政法人通則法等の施行に伴う関係政令の整備及び経過措置に関する政令

（平成12年6月7日政令第326号） ④ 国立研究開発法人産業技術総合研究所の業務運営並びに財務及び会計に関する省令

（平成13年3月29日経済産業省令第108号） （最終改正：平成27年3月31日経済産業省令第25号）

産 業 技 術 総 合 研 究 所

(3)

主務大臣： 経済産業大臣 主管課： 経済産業省産業技術環境局技術振興・大学連携推進課 産業技術総合研究所の事業所の所在地（平成28年3月31日現在）：

① 東京本部 〒100-8921 東京都千代田区霞ヶ関1-3-1 ② 北海道センター 〒062-8517 北海道札幌市豊平区月寒東2条17-2-1 ③ 東北センター 〒983-8551 宮城県仙台市宮城野区苦竹4-2-1 ④ つくばセンター 〒305-8561 茨城県つくば市東1-1-1（代表） ⑤ 臨海副都心センター 〒135-0064 東京都江東区青海2-3-26 ⑥ 中部センター 〒463-8560 愛知県名古屋市守山区下志段味穴ケ洞2266-98 ⑦ 関西センター 〒563-8577 大阪府池田市緑丘1-8-31 ⑧ 中国センター 〒739-0046 広島県東広島市鏡山3-11-32 ⑨ 四国センター 〒761-0395 香川県高松市林町2217-14 ⑩ 九州センター 〒841-0052 佐賀県鳥栖市宿町807-1 ⑪ 福島再生可能エネルギー研究所 〒963-0298 福島県郡山市待池台2-2-9

総 説

(4)

２．動 向 産総研の領域別年間研究動向の要約 Ⅰ．エネルギー・環境領域

１．領域の目標 世界的規模で拡大しているエネルギー・環境問題の解決に向けたグリーン・イノベーションの推進のため、再生

可能エネルギーなどの新エネルギー導入促進や省エネルギー、高効率なエネルギー貯蔵、資源の有効利用、環境リ

スクの評価・低減などを目指した技術の開発を進めている。エネルギー・環境領域（以下、「エネ環領域」）ではエ

ネルギー・環境問題の解決に取り組み、持続可能な社会の構築に向けて、以下の5項目の重点戦略を策定し、これに沿った研究開発を実施している。 (1) 新エネルギーの導入を促進する技術の開発 太陽光についてはコスト低減と信頼性向上を実現するとともに、複合化や新概念に基づく革新的な太陽電池の

創出を図る。また再生可能エネルギー大量導入のためのエネルギーネットワーク技術、さらには大規模地熱利用

技術等にも取り組む。 (2) エネルギーを高密度で蓄蔵する技術の開発 再生可能エネルギー等を効率良く水素等の化学エネルギー源に変換し貯蔵・利用する技術を開発すると共に、

電源の多様化にむけた車載用、住宅用、産業用の蓄電技術を開発する。 (3) エネルギーを効率的に変換・利用する技術の開発 省エネルギー社会を実現するために、ワイドキャップ半導体パワーエレクトロニクス技術、熱エネルギーの有

効利用技術、自動車用エンジンの高効率化技術、高温超電導コイル化技術等を開発する。 (4) エネルギー資源を有効利用する技術の開発 メタンハイドレート等のエネルギー資源の有効利用にかかわる技術を開発する。

(5) 環境リスクを評価・低減する技術の開発 産業と環境が共生する社会の実現に向けて、ナノ材料等の環境リスクを分析、評価する技術、レアメタル等

の資源循環を進める技術並びに、産業保安を確保するための技術を開発する。

２．領域の組織構成 エネ環領域では、3つの研究センター（太陽光発電研究センター、再生可能エネルギー研究センター、先進パワーエレクトロニクス研究センター）、5つの研究部門（創エネルギー研究部門、電池技術研究部門、省エネルギー研究部門、環境管理研究部門、安全科学研究部門）を中心に研究開発を行っている。なお、エネ環領域以外の研究

領域とも強く連携を取りつつ、上記重点戦略目標達成に向け、研究開発を進めている。

３．主な研究動向 平成27年度の主な研究動向は以下のとおりである。 (1) 新エネルギーの導入を促進する技術の開発 ・再生可能エネルギー研究センターでは、地熱分野ではギガワット発電を実現する超臨界地熱資源の開発技術につ

いて研究を開始した。またエネルギー貯蔵技術としての水素技術開発では、ギ酸に関する触媒開発、60%の熱効率を目指す純水素用ディーゼルエンジン開発を実施している

・太陽光発電研究センターでは、高性能な薄膜太陽電池として既に市場化されている CIGS 太陽電池の更なる効率向上のために、大学および民間企業と協力して、オールジャパンの NEDO プロジェクトを進めている。また、再生可能エネルギー研究センターと連携して、産総研独自のスマートスタック技術を利用した超高効率多接合太

陽電池を低コストで実現する研究を、NEDO プロジェクトの下で企業・大学と共同で実施している。 ・福島再生可能エネルギー研究所では被災地企業のシーズ支援プログラムにおいて平成25年から27年にかけて計

63件の支援を行い再生可能エネルギー関連の技術を基に被災地の企業の事業化支援を行った。その中で43件は福島県の企業であり被災地の復興に寄与している。

・再生可能エネルギー研究センターでは、クロスアポイントメント制度を利用し、大学から人材を受け入れて平成

27年12月現在で、ポスドク・技術研修など計63名の再生可能エネルギー分野の人材育成を行っている。また復興予算を用いた産業人材育成事業等で、リサーチアシスタント制度を活用し15人の学生の人材育成を行っている。

産 業 技 術 総 合 研 究 所

(5)

(2) エネルギーを高密度で蓄蔵する技術の開発 ・電池技術研究部門では、ポストリチウム（Li）イオン電池の実現に向けて、酸化物全固体 Li イオン二次電池の低温作動化の研究を行い、60℃で放電容量120mAh/g の作動確認した。また、Li 硫黄電池用 Li2S-FeS 系正極材料の合成に成功し、段階充放電処理により通常より大きな初期放電容量が得られた。

・電池技術研究部門では、電荷担体に金属イオンを含まない分子性イオン新型二次電池の開発、イオン液体を用い

た Mg 二次電池での理論容量付近での充放電可能性を見出した。極少量の水を加えた有機電解液を用いることで、革新的な Li-空気電池の空気極の過電圧を大幅に低減できることを示した。レアメタルを含まない NaFe02を正極とする低コストな Na イオン電池の研究開発を行い、劣化要因を解明するとともに Fe の一部を異種元素と置換し、内部欠陥量を減少させ、1.5倍の容量で安定に充放電可能な材料を開発した。

・電池技術研究部門では、大阪大学、神戸大学とクロスアポイントメント制度を実施し、産総研の Li 電池をはじめとする先進・革新蓄電池の材料技術開発、劣化機構解明技術と大学のシーズ技術とを連携させ、産業界への橋

渡しを目指している。 (3) エネルギーを効率的に変換・利用する技術の開発 ・省エネルギー研究部門では、水蒸気・二酸化炭素の高温電解によるエネルギーキャリア合成技術、プラズマアク

チュエーターを用いた新しいシール技術等、省エネルギー実現に向けた革新的エネルギー技術に関する研究開発

等を実施している。 ・省エネルギー研究部門では、自動車用内燃機関技術研究組合（AICE）と連携して、経済産業省プロジェクトの下で、排気ガス再循環デポジット生成機構解明やディーゼルパティキュレートフィルタ（DPF）酸化触媒の機能評価等を実施し、自動車業界全体に対する情報提供・情報交換を進め共同研究を実施している。

・また、未利用熱エネルギー革新的活用技術研究組合（TherMAT）と連携して、PbTe の内部にナノ構造 MgTeを埋め込む技術を開発し、試作モジュールにおいて世界トップレベルの発電効率11%（温度差590℃）を達成し、企業への技術移管を予定している。

・先進パワーエレクトロニクス研究センターでは、パルスマイクロ波プラズマ CVD 法によるダイヤモンド合成で、結晶成長速度とパワー効率の大幅向上を達成した。

(4) エネルギー資源を有効利用する技術の開発 ・創エネルギー研究部門では、メタンハイドレート資源からの天然ガス商用生産に向けた研究を行ってきた。天然

ガス生産時の出砂現象を解決するための技術として数値解析等を実施し、得られた重要な知見を独立行政法人石

油天然ガス・金属鉱物資源機構（JOGMEC）等の関係機関と共有した。また、インド国営企業との国際共同研究などを通して、保圧コア評価装置群による評価技術の高度化を進めている。

・創エネルギー研究部門では、石炭流動層燃焼技術を基に下水汚泥の燃焼技術を開発した。この技術は複数の自治

体の下水汚泥燃焼炉に導入された。さらにこの流動層燃焼技術は、廃プラスティック、廃タイヤ、バイオマス等

のガス化等転換利用技術にも応用可能で、民間企業に指導、助言を行っている。 (5) 環境リスクを評価・低減する技術の開発 ・環境管理研究部門では、環境微生物群の評価・制御による水処理再生技術に取り組んだ結果、次世代シークエン

サーによる環境微生物群の大規模同定及び網羅的遺伝子発現解析技術を開発しており、同定同位体追跡法による

環境微生物機能の超高感度同定に成功した。 ・環境管理研究部門では、液滴の体積を極限まで小さくすることにより、バルクでは達成できない化学反応や化学

プロセスの制御ができることに着目し、体積フェムトリットルレベルでの化学反応を可能とするフェムトリアク

ターを開発し、異性化反応、酸化還元反応などを実証した。 ・安全科学研究部門では、LCA データベース IDEA の利用許諾契約を、平成27年12月に販売会社と締結し、国内外への販売を開始する。また、火薬類取締法、高圧ガス保安法の改正や技術基準の策定等、法令運用に必要な実

験データを取得するため、地下式火薬庫の安全性評価等、経済産業省からの受託研究を実施した。 ・ナノ材料のリスク評価法を確立し、国際枠組み策定に向けた OECD 工業ナノ材料部会の専門家会合を主催した。

Ⅱ．生命工学領域 １．領域の目標 健康で安心して暮らせる健康長寿社会や、環境負荷を抑えた持続可能な社会の実現が求められている。そのため、

生命工学領域では、新たな健康評価技術や創薬推進技術の開発、あるいは個人の状態に合わせて健康維持・増進・

回復を推進する技術の開発により、ライフ・イノベーションに貢献する。また、バイオプロセスを用いた環境負荷

低減技術の開発によりグリーン・イノベーションに貢献する。

総 説

(6)

２．領域の組織構成 当領域は1つの研究センター（創薬分子プロファイリング研究センター）と、4つの研究部門（健康工学研究部門、バイオメディカル研究部門、生物プロセス研究部門、創薬基盤研究部門）から構成され、バイオテクノロジー

から医工学・人間工学までの幅広い研究分野の研究開発を実施している。また、分野を跨る融合研究を推進するこ

とにより、新領域の技術開発にも積極的に取り組んでいる。

３．主な研究動向 以下に平成27年度の主な研究動向を示す。 (1) 創薬基盤技術の開発 これまでの古典的創薬プロセスから脱却し、創薬開発を加速させるために、新薬探索や医薬リード化合物の最

適化を効率よく進めて、創薬開発を加速できる技術の開発を目指す。そのために、ロボットやナノテクノロジー、

数理解析技術を駆使した創薬最適化技術、ゲノムデータから疾病因子を推定したりゲノム情報の秘匿検索を行っ

たりするゲノム情報解析技術、糖鎖などのバイオマーカーによる疾病の定量評価技術など、新しい創薬の基盤と

なる技術を開発する。 以下に代表的研究成果を示す。

・ライフサイエンスの高度化を実現するヒト型汎用ロボット技術：人間が行う作業を高精度で再現する事が可能で

あるヒト型汎用ロボットを最適化し、汎用バイオ作業用の実験プラットフォームを構築している。従来、熟練し

た技術者が無意識に行なっていた作業の「コツ」がある。この「コツ」を数値化することで、より精度および再

現性の高いバイオの実験データをハイスループットに生み出せるヒト型汎用ロボットシステムを追求している。

また、研究者が誰でも使えるシステム（Easy to Use）を目指して、PC 上で実験プロトコールを編集しロボットに実行させることができるインターフェースシステムも開発している。ライフサイエンスの高度化のため、ロ

ボットが必需品となる世界を目指す。 ・B 型肝炎を予防・治療するための糖鎖研究：B 型肝炎ウイルスの抗原により近いワクチンや抗体の開発、B 型肝炎ウイルスの感染増殖に関わる分子を新規創薬のターゲット候補として同定。

・創薬スクリーニング加速を目的とした次世代天然物化学研究：天然化合物は創薬スクリーニングの優れたライブ

ラリーとして用いられている。この天然化合物を、遺伝子を用いて生産する技術の開発を行うと共に、世界最大

級の天然物ライブラリーを用いて創薬スクリーニングを展開する。 ・記憶障害・学習障害に関わるタンパク質の発見と認知症の早期発見・治療のための創薬研究：認知・記憶・学習

障害に関係するたんぱく質を発見した。そのたんぱく質は神経伝達の抑圧を行い、その働きには個人差があった。

このメカニズムに関係する分子群が認知症の早期発見・治療のためのサロゲートマーカーであることを国内企業

との共同研究で見出した。 ・ミトコンドリアのタンパク質搬入口装置（TOM 複合体）の仕組みを解明：疾患等との関連が知られているミトコンドリアの働きを正常に保つには、ミトコンドリア内への多数のタンパク質の運搬が必要である。膜透過装置

TOM 複合体の相互作用地図の作成により、未知であった搬入口として働く仕組みを解明した。 (2) 医療基盤・ヘルスケア技術の開発 豊かで健康的なライフスタイル実現のために、医療基盤・ヘルスケア技術の開発を行う。そのために、損傷を

受け た生体機能を幹細胞などを用いて復元させる再生医療などの基盤となる幹細胞の標準化と細胞操作技術の

開発、健康状態を簡便に評価できる技術や感染症などの検知デバイスの開発、さらに、生体適合性や安全性の高

い医療材料や医療機器の開発を行う。 以下に代表的研究成果を示す。

・移植用細胞から腫瘍を引き起こすヒト iPS/ES 細胞を除く技術を開発：ヒト iPS/ES 細胞から分化させて作製した移植用細胞には、ヒト iPS/ES 細胞が残存し腫瘍化する可能性があり、再生医療に応用する際の大きな障壁となっている。今回開発した技術により、移植用細胞に残存するヒト iPS/ES 細胞を効率的に除去できることから、ヒト iPS/ES 細胞から作製した移植用細胞を用いた再生医療の安全性向上への貢献が期待される。なお、この技術の詳細は、2015年4月9日に米国科学誌 Stem Cell Reports にオンライン掲載され、その翌日に産総研からプレスリリースされた。同年７月には国内試薬メーカーから実用化された。

・再生医療用の細胞凍結保存液を開発：再生医療が普及するためには、再生医療用の細胞を安全に長持ちさせるこ

とが出来る凍結保存液が必要である。そこで、GMP に準拠した凍結保存液を開発し、その効果を検証、製品化まで行った。

・幹細胞から胃を丸ごと作製：マウス ES 細胞を分化させることで胃の組織細胞を作製する技術を開発した。成体

産 業 技 術 総 合 研 究 所

(7)

の胃組織と同様にヒスタミン刺激に応答して胃酸を分泌し、消化酵素などを分泌する胃の組織細胞を作製した。

創薬、安全性試験、病態モデル研究への応用が期待される。 ・マラリア超高感度診断デバイス開発と臨床応用：細胞チップ技術を基盤技術として、既存診断法に比べ超高感度

なマラリア検出デバイス開発を、民間企業とともに製品開発を進めている。ウガンダ、ケニアに加えパプアニュ

ーギニアでのフィールド試験を準備中。 ・発光レポーターを用いたセルベースアッセイシステム開発：産総研発の発光レポーター（ルシフェラーゼ）を活

用したセルベースアッセイシステムの基盤開発およびそれらを用いた化学物質リスク評価を実施した。新規に同

定したタンパク質分解配列の使用によりルシフェラーゼを用いたセルベースアッセイの感度を従来より2倍以上向上させた。また、ルシフェラーゼ導入発光細胞を用いた新規の化学物質リスク評価システムを開発した。

(3) 生物機能活用による医薬原材料などの物質生産技術の開発 化石燃料代替物質、化成品原料、医薬品原料、有用タンパク質、生物資材など、物質循環型社会の実現のため

に、遺伝子組み換え技術を用いて微生物や植物の物質生産機能を高度化し、バイオプロセスを用いた医薬原材料

などの有用物質を効率的に生産する技術の開発を行う。 以下に代表的研究成果を示す。

・イネ遺伝子によるポプラの木質増強：イネにおいて木質生産を制御する遺伝子を、ポプラに導入することで木質

を4割増強できた。結果的に木材の強度を約6割向上できた。木質由来バイオエタノールやセルロースナノファイバーの高効率生産、高強度木材の開発に繋がる。

・昆虫の共生のための細胞がどのようにできるかを解明：微生物との共生に特殊化した昆虫細胞の形成に関わる分

子機構を解明。特定のホメオティック遺伝子の胚発生過程における新規発現部位の獲得が重要であったことを示

す。共生の分子レベルでの仕組み、細菌感染からの防御などへの貢献に期待。 ・害虫カメムシが共生細菌を体内に取り込む特異な仕組みを解明：農作物の重要害虫として知られるカメムシ類

が、消化管に発達した狭窄部によって、餌とともに取り込まれた雑多な細菌の中から特定の共生細菌だけを選別

して共生器官に取り込むことを明らかにした。腸内共生の成立を阻害して害虫の防除を行う新たな方法の開発に

つながることが期待される。 Ⅲ．情報・人間工学領域 １．領域の目標

情報・人間工学領域においては、人と共栄する情報技術の分野横断的活用と深化により社会課題へ取組み、産

業競争力の強化と豊かで快適な社会の実現を目指して人間に配慮した情報技術の研究開発を行っている。さらに、

柱である情報学と人間工学のインタラクションによって健全な社会の発展に貢献していくことを目指す。 このミッションを実現するために以下の4つを分野の戦略目標として定めている。

(1) ビッグデータから価値を創造する人工知能技術の開発 (2) サイバーフィジカルシステム技術の開発 (3) 快適で安全な社会生活を実現する人間計測評価技術の開発 (4) 生活の質と豊かさの向上を実現するロボット技術の開発 また、第4期中長期計画期間中において国際的に最高水準の研究機関を目指した組織体質の改革を実施し研究開

発アセットとして第5期中長期計画に継承させる。 ２．領域の組織構成 当分野の研究組織は、3つの研究センター（自動車ヒューマンファクター研究センター、ロボットイノベーション研究センター、人工知能研究センター）、3つの研究部門（情報技術研究部門、人間情報研究部門、知能システム研究部門）で構成されている。

３．主な研究動向

(1) ビッグデータから価値を創造する人工知能技術の開発 ・人工知能研究センターでは、「脳型人工知能」「データ知識融合型人工知能」等の次世代人工知能技術に向け、多

様な状況への対応力、汎用力などを可能にし、人間と親和性が高く協働可能な、世界トップレベルのパフォー

マンスを達成する人工知能の実現に取組んでいる。また、基礎研究の成果をモジュール化し統合するための次

世代人工知能フレームワークと、多様な分野での応用に迅速につなげるために、知能システムの基本機能（デ

ータ収集、認識・モデリング・予測、行動計画・制御）と人間知能との接点機能（自然言語理解）を実現する

総 説

(8)

先進中核モジュールの研究開発を進めた。 (2) サイバーフィジカルシステム技術の開発 ・情報技術研究部門では、安心して利用できるサイバーフィジカルシステムを実現するセキュリティの研究を推進

している。暗号化状態のまま任意のデータ処理を可能とする完全準同型暗号技術において、従来は平文データ

を1ビット毎に個別に暗号化する必要があったが、安全性を犠牲にすることなく高速処理が可能となる多値データ一括処理方式を世界で初めて開発した。さらに、個人を特定する情報ではなく性別や所属組織などの属性を

用いて復号を許可する属性ベース暗号において、従来技術では暗号文サイズが属性数に比例した大きな値とな

っていたのに対し、本研究では、暗号文サイズが属性数によらず、標準的な安全性レベルにおいて平文サイズ

に320ビットを加えた、世界最小の値となる属性ベース暗号を実現した。 (3) 快適で安全な社会生活を実現する人間計測評価技術の開発 ・人間情報研究部門では、「テーラーメイド化を目指したニューロリハビリテーション技術の開発」として、脳損

傷モデルに関して、サルを対象とし脳機能研究を進めた。脳卒中患者の病態に近い運動障害を示す内包梗塞サ

ルモデルを世界に先駆けて開発した。これを用い、脳内の代替神経回路網形成の状況が明らかになった。さら

に、fNIRS（機能的近赤外分光法）による評価技術に関しては、体動アーティファクト除去により70%のノイズ低減を実現し、脳神経活動成分のリアルタイム抽出技術を確立した。

・自動車ヒューマンファクター研究センターでは、ドライビングシミュレータと実車で得られた運転行動データか

ら、高齢ドライバの状況適応能力の定量化技術の研究開発を行った。さらに、脳波等の脳活動や心拍数・血圧

などの生理指標に基づいて、自動運転時のドライバ状態を定量的に計測する技術の研究開発を行った。 (4) 生活の質と豊かさの向上を実現するロボット技術の開発 ・知能システム研究部門では、NEDO「環境・医療分野の国際研究開発・実証プロジェクト」事業において、災

害発生時に人に代わって移動・作業が行えるヒューマノイドタイプの災害対応ロボットの研究開発を進め、民

間企業等とともに災害対応ヒューマノイド HRP-2改を開発し、DRC Finals, JVRC 及び国際ロボット展にて実証した。NEDO「インフラ維持管理・更新等の社会課題対応システム開発プロジェクト」事業における「インフラ維持管理ロボット技術の研究開発」の中で、トンネル崩落、火山災害等を対象とした不整地踏破アーム付

災害調査ロボットやマルチコプタによる電磁センサ探査や地滑り検知ノードを開発した。また、橋梁上から有

線給電マルチコプタを吊下げ、床版等の高精細画像を撮像する橋梁点検支援システム、およびダム堤体や河川

護岸等の点検用水中調査用ロボットを開発し、係留装置等により流水下での位置制御を実現した。さらに高速

道路等のコンクリート構造物のカメラ画像から、汚れや水濡れに頑健なひび割れ自動検出技術を開発した。 ・ロボットイノベーション研究センターでは、「生活支援ロボット等の効果安全基準策定評価事業」の下、筋骨格

シミュレーションによる機器の評価技術、介護者・高齢者の模擬ロボット、高精度マーカーを用いた簡易動作

計測装置、本質安全設計支援ツール等の研究開発を行った。また、当該研究所で開発された人体機能モデル

Dhaiba に筋骨格モデルを統合し、開発中のロボット介護機器実製品の軌道をパラメータとして人体姿勢・静力学的な評価指標を計算することで、製品の最適軌道を人体シミュレーションソフト上で推定することが可能と

なった。加えてロボット安全認証に関する技術コンサルティング、屋外自律走行ロボットにおける安全認証、3次元空間情報の安価な構築手法を開発した。さらにロボット介護機器の効果安全評価の支援により高齢者見守

りシステムや歩行支援機器の製品化を実現、人間共存型産業用のロボット技術をひろしま生産技術の会等への

橋渡し、インフラ維持管理用ロボット技術の民間企業との共同開発等を実施し、民間企業の製品化を支援（生

活支援ロボット安全規格 ISO 13482認証）した。これらの活動に対して、内閣府産学官連携功労者表彰において、「生活支援ロボットの安全検証技術の開発と標準化」として、内閣総理大臣賞を受賞した。

Ⅳ．材料・化学領域 １．領域の目標 材料・化学領域では、材料技術と化学技術の融合による、部素材のバリューチェーン強化の実現を念頭に、機能

性化学品の付加価値を高めるための技術開発、および新素材を実用化するための技術開発を通じて、素材産業や化

学産業への技術的貢献を目指す。第4期における研究開発においては、最終製品の競争力の源となる革新的部材・素材を提供することを目指し、材料の研究と化学の研究との統合によって、グリーンサステイナブルケミストリー

の推進及び化学プロセスイノベーションの推進に取り組む。また、ナノカーボンをはじめとするナノ材料の開発と

その応用技術、新たなものづくり技術を牽引する無機機能材料、及び省エネルギー社会構築に貢献する先進構造材

料と部材を開発する。

産 業 技 術 総 合 研 究 所

(9)

２．領域の組織構成 当該領域は平成27年度末において3つの研究センター（触媒化学融合研究センター、ナノチューブ実用化研究センター、機能材料コンピュテーショナルデザイン研究センター）、5つの研究部門（機能化学研究部門、化学プロセス研究部門、ナノ材料研究部門、無機機能材料研究部門、構造材料研究部門）の計8研究ユニットで構成されている。

３．主な研究動向 当該領域の先端研究事業の代表例を以下に示す。

当該領域では、積極的に産業界や大学と連携して研究開発を実施している。その代表的なものとして、経済産業

省の低炭素社会を実現する超軽量・高強度革新的融合材料プロジェクト（NEDO 交付金以外分）：ナノ材料の安全・安心確保のための国際先導的安全性評価技術の開発を実施している。また、NEDO プロジェクトでは次世代自動車向け高効率モーター用磁性材料技術開発、革新的構造材料等技術開発、未利用熱エネルギーの革新的活用技

術研究開発、次世代材料評価基盤技術開発、低炭素社会を実現するナノ炭素材料実用化プロジェクト、有機ケイ素

機能性化学品製造プロセス技術開発、バイオマスエネルギー技術研究開発、高 Fe 含有 RE-Fe-C,N 系磁石に関する検討、高付加価値セラミックス造形技術の開発、非可食性植物由来化学品製造プロセス技術開発、省エネセラミ

ックコンプレッサ技術開発、および同機構のエネルギー・環境新技術先導プログラムでは、可変バリア機能の発現

に基づく革新的エネルギー制御材料基盤技術開発、フェムトリアクター化学プロセスの研究開発を実施している。

また、内閣府の最先端研究開発支援プログラム（FIRST）では、グリーン・ナノエレクトロニクスのコア技術開発、また同府の戦略的イノベーション創造プログラム（SIP）では、次世代パワーエレクトロニクスのうちの次世代 SiC モジュールの技術開発（回路基板）、革新的設計生産技術のうちの高付加価値セラミックス造形技術の開発およびガラス部材の先端的加工技術開発、次世代農林水産業創造技術のうちの地域のリグニン資源が先導するバ

イオマス利用システムの技術革新を実施している。さらに、科学技術振興機構の戦略的創造研究推進事業

（CREST）では、新規固体酸化物形共電解反応セルを用いた革新的エネルギーキャリア合成技術（キャリアファーム共電解技術）の開発、ギ酸の脱水素化反応による高圧水素の高効率製造技術の開発、および同事業の研究加速

課題として物質や生命の機能を原子レベルで解析する低加速電子顕微鏡の開発を実施している。

平成27年度の主な研究成果は、以下の通りである。 (1) グリーンサステイナブルケミストリーの推進 ・バイオベース化学品の研究開発において、高機能化と量産技術開発につながる基盤的な成果として、D— アミノ

酸生産酵素の立体構造解析、バイオ界面活性剤生産酵母のゲノム情報と遺伝子発現プロファイル、遺伝子組換え

体の取得に成功した。 ・触媒精密合成技術において、有機ケイ素原料製造法について研究開発を行い、高収率かつ従来製造法の1/4の時

間で、砂の主成分である二酸化ケイ素から直接、ケイ素化学基幹原料であるテトラエトキシシランを製造する触

媒プロセスを発見した。 ・光異性化反応を利用した光固液相転移材料を設計し、これを利用した接着材料の研究として接着と剥離が繰り返

し可能なスマート接着剤の開発を進め、分子構造の改良による接着強度の向上等に成果が上がった。 ・官能基変換技術として木質バイオマスから、触媒量の酸（従来の1/20）で化学品合成原料（レブリン酸）に変える（収率70%以上）安価な触媒系の発見、バイオマス由来レブリン酸からプラスチック基幹材料の大量合成法を確立した。

・摩擦抵抗の低減機能を有する界面材料の開発において、低減効果の持続性を高める要素技術となる成果として、

光照射で高分子放出制御が可能なシリンダー状ナノカプセル材料の開発に成功した。 (2) 化学プロセスイノベーションの推進 ・相界面、ナノ空孔材料を利用した分離技術開発について、高い界面活性と両連続相界面形成特性を満たす、界面

活性剤サーファクチンと遷移金属の複合化（錯形成）に成功した。この複合化技術により触媒活性点の付与とい

ったサーファクチンの界面活性剤としての高機能化が期待される。 ・断熱材等のエネルギー制御材料をポリマー階層制御プロセス技術開発によって実現し、発泡ポリマーナノコンポ

ジットなど、高光透過性といった、高付加価値材料開発に成果を上げた。 ・グリーン溶媒 CO2での塗装技術開発とものづくり技術への展開において、実環境試験で自動車塗装を高圧 CO2で行い、業界塗膜性能基準をクリアした。建機塗装において、共同研究関連企業の製造ラインに実装されるフェ

ーズに移行した。 ・耐熱性ガスバリア膜材料として、リグニンと粘土鉱物の複合化により、従来プラスチック材料の10倍程度高い

総 説

(10)

水蒸気バリア性を有する新機能性素材を開発した。さらに本膜材料を用いて印刷技術によりタッチセンサの試作

と実証を行った。 (3) ナノカーボンをはじめとするナノ材料の開発とその応用技術の開発 ・ナノカーボン材料の高品質化では、グラフェン透明導電フィルムの高品質化（透過率95%、低抵抗化130オーム）の達成と大面積、短時間合成（30秒以下）の実証に成功した。

・低次元ナノ複合体とその計測では、有機熱電変換材料としては世界最高レベルの PEDOT:PSS のさらなる変換効率向上とモジュール素子試作、高精度熱電評価測定法の開発に成功した。

・デバイス機能シミュレーションでは目的基礎研究として、デバイスシミュレーション技術の開発、熱電変換効率

の高精度化、個別課題（不揮発性メモリデバイス等）への適用を行った。 ・アモルファス材料設計のための基盤技術として、不規則な原子配列を記述するための数理的手法の開発を行った。 ・第一原理計算により、磁石化合物 NdFe11TiX において、X として最適な第2周期元素が窒素であることを見出した。

・CNT 材料については、その用途技術開発研究として、CNT 構造体によるキャパシタ作製、CNT ロバストトランジスタの開発に成功した。

・電子顕微鏡による、軽金属 Li 元素の単原子計測、原子欠陥イメージング等に成果を挙げ、ナノ材料の設計や機能解析の革新的技術シーズになる原子レベルでの化学結合や構造の見える化に成功した。

・スーパーグロース単層 CNT の低コスト量産技術において、触媒形成方法開発や合成条件制御含めた、新しいビーズを用いた合成法により、従来合成法の15倍以上の収率を達成した。

(4) 新たなものづくり技術を牽引する無機機能材料の開発 ・グリーン磁性材料及び機能化技術開発における磁石・軟磁性材料の開発について、極低酸素プロセス技術を導入

することで、世界で初めて、重希土類フリー高耐熱性 Sm2Fe17N3異方性焼結磁石開発に成功した。また、同じ焼結プロセス研究開発により、軟磁性粉末の高密度焼結にも顕著な進展が見られた。

・チタン酸バリウムのナノクリスタル化（ナノキューブ）と配列集積膜化技術開発において、ナノキューブ集積体

マイクロパターン形成、プロセス最適化による固溶体ナノキューブ合成に成功することで、キューブの組成制御

が可能となった。開発した強誘電性ナノキューブは、多結晶にもかかわらず単結晶の誘電率を大きく（2倍程度）超える特性を示し、革新的なメモリデバイス等の開発や一気に量産技術へ展開する成果が得られた。

・機能融合部材化技術開発におけるガラス微細構造成型技術においては、「ガラス組成と粘弾性の相関」、「金型の

開発」、「大面積成型」の3点から開発を進め、戦略的イノベーション創造プログラム（SIP）における共同研究により PV 精度2m 以内、3インチ以上のマイクロレンズ成型を達成した。

・グリーン磁性材料及び機能化技術開発において、La(Fe-Si)13Hx を低酸素プロセスにより長時間の熱処理を施さず生成することを可能とし、磁気冷凍の基幹材料高性能化につながる成果を得た。

・高性能固体酸化物形燃料電池の開発研究において、実用サイズに適用可能な燃料極プロセス技術開発に成功した。

性能面でも電圧損失1/4、発電電力を従来セルの約2倍（800℃）を達成した。 ・高次機能部材化及び集積技術開発において、呼気検知器プロトタイプの試作を行い、臨床研究を推進し、呼気

VOC ガス検知器による肺がんスクリーニング技術を開発した。 (5) 省エネルギー社会構築に貢献する先進構造材料と部材の開発 ・光熱制御材料開発として、調光ミラーシートの開発における顕著な成果として、ガスクロミック方式による調光

ミラーについて、これまで開発してきた研究実績をもとに企業との共同研究を開始し、ロール to ロール方式を用いてフィルム上にマグネシウム・イットリウム合金を用いた長尺の調光シートの作製にまで至った。

・軽量構造部材の開発において、輸送機器のさらなる軽量化のために期待されながら市場未成である CFRP（炭素繊維強化プラスチック）について、セラミック粒子でマトリックスの熱特性を改善した材料の開発とマイクロ

波を用いた成型加工を検証し、難燃性マグネシウム合金では高度強化と高延性（350MPa の強度と14%程度の伸び）を実現した。

・産業分野での熱エネルギー制御部材開発において、高熱伝導窒化ケイ素（140W/mK 級）の基板材料、電極材料、接合プロセスの最適化により、耐温度サイクル性と高放熱性を兼ねたメタライズ放熱基板開発に成功した。また、

1450℃級の工業炉用断熱材として、耐火レンガの強度とセラミックファイバーの断熱性を併せ持つ新規高気孔率断熱材の開発に成功した。

産 業 技 術 総 合 研 究 所

(11)

Ⅴ．エレクトロニクス・製造領域 １．領域の目標

エレクトロニクス・製造領域においては、わが国の産業競争力強化への貢献を目的とし、IT 機器の大幅な省エネ化と高性能化の両立を可能とする世界トップ性能のデバイスの開発と、省エネ、省資源、低コストな先端加工

技術の開発、さらに、先端エレクトロニクスを基礎としたセンシング技術と革新的製造技術を結びつけることに

よる超高効率な生産システムの構築を目指している。当該研究開発を推進するにあたり、以下の4つの研究を重点研究課題として定めている。 (1) 情報通信システムの高性能化および超低消費電力化技術の開発 (2) もののインターネット化に対応する製造およびセンシング技術の開発 (3) ものづくりにおける産業競争力強化のための設計・製造技術の開発 (4) 多様な産業用部材に適用可能な表面機能付与技術の開発

２．領域の組織構成 当領域の研究組織は、4つの研究センター【スピントロニクス研究センター、フレキシブルエレクトロニクス研究センター、先進コーティング技術研究センター、集積マイクロシステム研究センター】と、3つの研究部門【ナノエレクトロニクス研究部門、電子光技術研究部門、製造技術研究部門】で構成されている。

３．主な研究動向

(1) 情報通信システムの高性能化および超低消費電力化技術の開発 ・ナノエレクトロニクス研究部門では、相変化メモリのトポロジカル特性を機能させる初期化プロセスとして、強

誘電体相である低抵抗状態が出現する400K 以上の温度にて閾値以上の電圧を Ge-Sb-Te 超格子膜に印加し冷却する手法を開発した。ロジックデバイスについては、Ge 表面の超平滑化技術とコンタクト低抵抗化技術を開発し、フィン FET において Si を超えるキャリア移動度を実現する技術を確立した。3次元集積については、微細貫通電極を形成したウェハ内の熱応力を計算と実測により評価する手法を確立するとともに、新たに開発した自

動メッシュ統合技術によりデバイス積層が閾値に与える影響を明らかにした。 ・スピントロニクス研究センターでは、ノーマリオフコンピューティングを具現化できるスピントロニクス技術と

して、世界で初めて、超低消費電力の電圧書込み型不揮発性メモリ「電圧トルク MRAM」の原理を考案・実証し、通常 MRAM と比して、1/100低消費電力化に道筋をつけた。電圧書込み方式の安定動作を実証し、また書込みエラー率の評価法を開発、エラー率を4×10-3と評価した。さらに、実験結果を再現できる計算機シミュレーションを用いて、磁気摩擦定数の低減と熱じょう乱耐性 Δ の向上、あるいは書込み後のベリファイの実行により、メモリ用途に求められる10-10～10-15というエラー率を電圧トルク MRAM にて実現可能であることを示した。

・電子光技術研究部門では、文科省委託事業「光ネットワーク超低エネルギー化技術拠点」において、世界で初め

て、シリコンフォトニクスによる実用的な8×8光スイッチの試作およびその制御回路の開発を行った。また、産総研コンソーシアム（通称「PHOENICS」）を発足し、光デバイス関連企業10社と連携体制を構築した。そこで、光デバイス企業間の相互ファブ・プラットフォームの基本仕様を決め、これを検証する集積デバイス試作に

着手した。また、high-k 材料 HfO2と有機材料パリレンの積層型固体ゲート絶縁層を用いた SrTiO3チャンネル電界効果素子において、大量の電荷蓄積を可能にする「負の静電容量」現象が発現することを見出した。これに

より、静電容量×ゲート電圧から見積もられる電荷量の10倍超の電荷蓄積、S 値170mV/dec 等の動作特性が得られ、強相関電界効果素子の固体ゲート化に向け前進した。

(2) もののインターネット化に対応する製造およびセンシング技術の開発 ・製造技術研究部門では、広範囲に分散した製造設備や労働力を柔軟かつ効率的に活用し、製造設備ネットワーク

全体として高い付加価値を創出することが可能となる製造網（Web of Manufacturing）の実現を目指している。今年度は、二つの工場の生産モデルの記述と運用について調査を行った。その結果、生産状況を把握するための

データ取得は可能であるものの、設備系統や事業主体を越えたデータ同士の関係性が欠如しており、それを補完

するためのデータモデルの開発が必要であることが明らかとなり、そのための共同研究に着手した。また、生産

モデルの記述に際しては、人間が行う観察と制御をモデル化し、導入する必要があることを明らかにした。 ・集積マイクロシステム研究センターでは、NEDO 事業「フレキシブル面パターンセンサによる橋梁センシング

システムの開発」において、世界で初めて、道路インフラモニタリングに必要不可欠なフレキシブルひずみセン

サアレイシートの開発を行った。厚さ数 µm の極薄シリコン薄板をフレキシブル回路基板上に転写し、スクリーン印刷で一括配線する極薄シリコン実装技術を開発した。この実装技術により、極薄圧電 MEMS／シリコン構

総 説

(12)

造を A6サイズのフレキシブル回路基板上に25個並べた橋梁モニタリング用動ひずみセンサアレイシートを世界で初めて実現し、箔ひずみセンサ並みの1×10-6という高感度を達成した。また、高性能指数の ScAlN 圧電薄膜を集積化した圧電 MEMS 作製プロセス技術を開発するとともに、参照電圧発生回路を超低消費電力化した回路を開発し、センサを取りつける対象の回転機器の振動で発電した電力のみで駆動可能な無線振動センサを実現で

きる見込みを得た。 (3) ものづくりにおける産業競争力強化のための設計・製造技術の開発 ・製造技術研究部門では、秘匿情報レス設計把握手法及び組織内横連携の試行のため、デザインブレインマッピン

グツールの本体/オプションの開発を行い、企業等への導入及びプロセスの検証を行った。我が国初のデザイン・設計費用対効果サーベイを製造企業14社（12ケース）に実施し、「デザインと機能設計の効果測定モデルおよび現場立脚の課題解決アプローチに関するアクションツール」として取り纏め、日本・世界に向けたプレスリ

リースを行った。 ・フレキシブルエレクトロニクス研究センターでは、NEDO 事業「次世代プリンテッドエレクトロニクス材料・

プロセス基盤技術開発」において、世界で唯一の自動連続一貫印刷デバイス生産ラインを構築し、シートセンサ

ー、フレキシブル表示などの製造を実現させた。また、高効率印刷デバイス製造技術の開発を行い、実用化に不

可欠な、厚膜（3 µm 厚以上）・高精細（10 µm 幅以下）・高均質（ばらつき10%以下）を両立し、なおかつ高速、大気下低損傷製造などの生産性の高い印刷デバイス配線形成技術を開発した。それによりフレキシブルセンサ、

フレキシブル高周波無線アンテナや、バルク銅配線同等性能を示すフレキシブル回路の開発を実現させるととも

に、一部技術を民間移転し、装置の市販化を実現させた。また、任意形状への設置が可能で、変形による電気特

性変化が生じない伸縮性フレキシブル回路基板の製造技術の開発に成功し、シート型ヘルスケアセンサの開発な

どを実現させた。 ・ナノエレクトロニクス研究部門では、変量多品種デバイス製造向けのミニマルファブ技術につき、小型化が難し

かったイオン注入装置の開発を行いイオン打ち込みに成功した。また、CVD 装置の開発を行い、気流を制御しキャリアガス流量を1/10とした小型装置による単結晶エピタキシャル成長に成功した。デバイス製造プラットフォーム構築に向けて、ミニマルファブ装置のみによるアルミゲート CMOS プロセス、および、クリーンルーム装置を併用しての TiN ゲート CMOS プロセスレシピを整備した。

・製造技術研究部門では、必要なときに必要な量だけ製品を製造する、究極のオンデマンド製造技術の開発を目指

している。金属積層造形技術では、レーザーデポジション法を用いインコネル716/ステンレス316などの2種の材料を同時に組み込んだ複層ハニカム構造の造形に成功した。また、チタン、マグネシウム等の造形時の雰囲気

の影響、原料粉の形状等の評価を進め、サポートレス造形の実証・実用化に向けた開発を進めた。砂型積層造形

技術については、インクジェット1液式硬化法を開発し、1.8m サイズの大型造形装置を試作した。秋田県への導入など事業化も進めている。電解加工とレーザー加工の複合加工を Φ210 µm の極細管に対して適用した。従来技術であるレーザー加工のみを用いて加工した場合と比較し、溶融再凝固物無しで溝幅15 µm、幅深さ70 µmの加工が可能となり、優位性を示した。また、スピニング絞り加工や衝撃プレスでは、加工速度の遅速の違いを

生かした加工を展開し、複雑形状の絞り成形や、マイクロ部品の打ち抜き成型加工に成功した。 (4) 多様な産業用部材に適用可能な表面機能付与技術の開発 ・先進コーティング技術研究センターでは、今年度、プラズマ AD 援用では、300℃以下の低温プロセスでイット

リアやアルミナ材料において、AD 法と同等の膜密度、膜質を維持したまま、ほぼ10倍の成膜速度の向上を実現し、内閣府 SIP プロジェクトに展開、応用開発を開始した。光 MOD では、実装基板上で抵抗温度係数12%のボロメータ膜、ハイブリッド溶液による新規なフレキシブル高耐熱抵�