小山工業高等専門学校

2023年9月につくば市で開催された、JAMIT若手医用画像工学シンポジウム:SAMIT2023での電気電子 創造工学科 大内教員の研究発表（演題名「カスケード型CNNによる推定周波数帯域の段階的拡大を基本としたMR画像再構成法の検討」）がSAMIT優秀賞を受賞しました。

医用画像診断装置MRIの画像処理をAI（深層学習）で行うことで、長時間におよぶ撮影過程の短縮と、高品質な画像の取得を目指す研究です。

専攻科 複合工学専攻 物質工学コース１年生の 佐藤悠斗さんが、2023年9月17日～21日にドイツのベルリンで開催された国際会議 14th European Congress of Chemical Engineering and 7th European Congress of Applied Biotechnology （第14回欧州化学工学会議、第7回欧州応用バイオテクノロジー会議 合同大会）にてPoster Award “Biotechnology an d Life Science”に表彰されました。

発表題目：Optimization of edible nanoparticles based on biopolymer immobilizing rifampicin forsuitable drug delivery carrier

発表者：Yuto Sato, Keita Kashima

研究内容：海藻由来の可食性ポリマーであるアルギン酸を基材として、結核治療薬であるリファンピシンを固定化させたナノ粒子の調製に成功した。得られたナノ粒子を用いて薬剤溶出試験を実施し、人工 胃液中でリファンピシンの溶出を抑制するとともに、人工腸液中でリファンピシンが顕著に溶出することを明らかにした。本研究で見出したナノ粒子は、pH応答性のドラッグデリバリー担体として応用が期待できる。

本受賞は、同学会で世界各国の研究者・大学院生が発表した約400件のポスター発表から僅か3件が選ばれた賞のうちの1件でした。

佐藤さん、おめでとうございます！

 
ECCE&ECAB2023 in Berlin Germany発表会場

受賞した佐藤さん(左)と加島准教授(右)

筑波大学と本校の研究グループが、磁気センサを用いた非破壊診断により燃料電池内部の電流分布をリアルタイムに可視化する手法を開発し、電流分布には電圧波形に比べて回復遅れが生じることを明らかにしました。また、電流分布のみを制御指標として、燃料電池の安定稼働を可能にする制御システムを実現しました。

Continue reading “磁気センサ非破壊診断で燃料電池内部の電流分布の可視化と安定稼働を実現”

本校物質工学科の髙屋 朋彰 准教授らの研究グループは、株式会社ミヤトウ野草研究所【代表取締役 柳澤 博幸】石山 洋平 研究開発部長らと共同で、新属新種の乳酸菌WR16-4株を発見し、その培養に成功しました。

◆研究の背景
自然界には数百万種以上の微生物が存在すると推定されていますが、その大半（99%以上）は発見・培養できておらず、「微生物ダークマター」と呼ばれています（Nature, 522, 270-273 (2015)）。近年では環境に存在するDNAを網羅的に調べること（メタゲノム解析）によって、培養をしなくても自然界の菌の種類の全体像（微生物菌(きん)叢(そう)）を明らかにすることができるようになってきていますが、あくまで情報が得られるのみであり、その微生物を用いるためには、詳細な性質を明らかにして培養できるようにすることが求められています。

◆研究内容と成果
本研究では、株式会社ミヤトウ野草研究所が所有する発酵野菜エキスから新しい細菌を取得しました。この細菌は、一般的に用いられる培地条件（糖：グルコース（ブドウ糖）、pH：中性付近）ではほとんど増殖せず、また、菌を分離・培養するために最もよく使用されている培地のゲル化剤である寒天を用いるとほとんど生育できなくなってしまうという特性を有しており、これまで発見に至っていませんでした。
研究グループは、（Ⅰ）糖として分離源の生育環境に存在するスクロース（もしくはグルコースとフルクトース（果糖）の混合糖）を用いる、（Ⅱ）培地のpHを分離源の生育環境に近いpH4～5付近とする、（Ⅲ）培地のゲル化剤として寒天ではなくゲランガム（※1）を用いる（図1、※2）ことにより、液体培地と固体培地の両方での安定的な培養方法を確立しました。取得した細菌（図2）について16S rRNA遺伝子配列解析（※3）や全ゲノム解析（※4）を行い、世界中から登録されているデータベース内の細菌の情報と比較することによって、新種かどうかの判定を行いました。また、この細菌についてさらなる解析を行い、その特性（培養における性質、消費できる糖の種類など）を調査しました。
その結果、この単離した細菌は「種」よりも上位分類階級である「属」レベルで新規な乳酸菌であることが明らかとなったため、高い糖度の環境を好む性質および分離地である新潟県妙高市から発見されたことにちなみ、同グループはこの細菌を新属新種の乳酸菌”Philodulcilactobacillus myokoensis”と命名しました（”Philodulcilactobacillus”は新ラテン語で「甘いものを好む乳酸菌」、”myokoensis”は「妙高に由来する」）。本研究成果は、2023年6月22日（アメリカ東部標準時：2023年6月21日午後2時）に米国の国際科学誌「PLOS ONE」のオンライン版に掲載されました。

◆今後の展開
今回発見された”Philodulcilactobacillus myokoensis”がなぜ寒天培地では生育が困難なのか、検討を続けています。この新規な乳酸菌の遺伝的・生理的性質を詳しく調査することで、いまだ発見されていない新たな乳酸菌の分離や機能性の解明、食品や医薬品産業を含む様々な分野への応用につながることが期待されます。

◆用語解説
（※1） ゲランガム
微生物（Pseudomonas elodea）を用いた発酵で得られる水溶性の多糖類であり、他のゲル化剤（寒天やゼラチンなど）よりも耐熱性に優れています。
（※2） 嫌気的条件・好気的条件
生物が関わる現象のうち、酸素がない（酸素の介在を伴わない）状態を嫌気的条件、酸素がある（酸素の介在を伴う）状態を好気的条件といいます。
（※3） 16S rRNA遺伝子配列
細菌の同定に用いられる遺伝子配列です。この遺伝子配列を装置で解析し、その結果を世界中から登録されているデータベースにある既知の遺伝子配列と比較することで、どのような細菌であるかを推定することができます。
（※4） 全ゲノム解析
生物のゲノムを構成するDNAの全塩基配列を読み取り、解析することです。

◆掲載論文
【題　名】 Philodulcilactobacillus myokoensis gen. nov., sp. nov., a fructophilic, acidophilic, and agar-phobic lactic acid bacterium isolated from fermented vegetable extracts.
（発酵野菜エキスから単離した好フルクトース・好酸性かつ寒天では生育困難な新属新種の乳酸菌Philodulcilactobacillus myokoensis）
【著者名】 Tomoaki Kouya, Yohei Ishiyama, Shota Ohashi, Ryota Kumakubo, Takeshi Yamazaki, Toshiki Otaki
【掲載誌】　PLOS ONE
【DOI】　https://doi.org/10.1371/journal.pone.0286677
【掲載日】2023年6月22日

◆参考図

図1．培地のゲル化剤の種類が乳酸菌（WR16-4株）のコロニー形成に与える影響

図2．乳酸菌（WR16-4株）の走査型電子顕微鏡写真

◆プレスリリース（外部リンク）

https://www.value-press.com/pressrelease/319656

機械工学科　山下進教授の教員紹介インタビューが月刊高専のWeb記事に掲載されました。

先生方の興味深い紹介内容を是非ご覧下さい。

「ニラ・ホバークラフト・福祉機器——高専での研究・活動を通して、地域や社会へ貢献する山下先生の魅力に迫る」

【記事はこちらから】（小山高専HP外に移動します）

ニラ・ホバークラフト・福祉機器——高専での研究・活動を通して、地域や社会へ貢献する山下先生の魅力に迫る

月刊高専はメディア総研株式会社が運営する、高専を広く知っていただくためのメディアサイトです。

高専関係者（教職員、在学生及びその保護者、卒業生）、高専進学関係者（小中学生及びその保護者、教職員）、企業関係者（採用担当者、研究開発担当者、経営者）の方々に、高専の魅力をお伝えしています。

【参考】メディア総研株式会社（小山高専HP外に移動します）

https://mediasouken.co.jp/

本校物質工学科の飯島道弘教授が、池谷科学技術振興財団の２０２３年度研究助成（単年度研究助成）に採択されました。
池谷科学技術振興財団は、先端材料関連の研究に対する助成によって科学技術の発展を図り、社会経済の発展に貢献することを設立の理念としています。

研究課題名：イオン性ポリアミノ酸による新規分解性マルチブロックポリマーの創製とそれらの特殊機能

本財団の学術研究助成の詳細は、下記より確認できます。

【参考リンク】（小山高専ＨＰ外に移動します）

・公益財団法人池谷科学技術振興財団ＨＰ
https://iketani-zaidan.or.jp/

本校機械工学科 山下 進 教授、及び物質工学科 西井 圭 准教授の2名が令和5年2月11日栃木県庁にて行われた「とちぎテックプラングランプリ」に出場しました。
栃木県内から16件の応募があった中、9チームのファイナリストとして選抜され、その中に小山高専が2名選ばれました。
最終選考の結果、山下教授と西井准教授が企業賞を受賞しました。
このグランプリは、科学技術をもとに栃木から世界を変えたい、世の中をよくしたいという構想を持つチームや個人がエントリーしてプレゼンテーションを行い、優れた取り組みを発掘・育成するものです。

【企業賞　本校受賞者】

アオキシンテック賞
チーム名：Win Win Lab.
テーマ：「知的障がい者向けの葉物野菜洗浄・計量装置の開発」
発表者：小山工業高等専門学校　山下 進

リアルテックファンド賞
チーム名：マテリアルズラボ・TPE
テーマ：「修復・リサイクル型次世代エラストマーの開発」
発表者：小山工業高等専門学校　西井 圭

（参考リンク）小山高専HP外へ移動します

とちぎテックプラングランプリ2022結果↓
https://ld.lne.st/2023/02/16/tochigi-tpg/

機械工学科　今泉文伸准教授、電気電子創造工学科　井上一道准教授、サム　アン　ラホック准教授の研究グループと新小山市民病院との共同研究（病院内搬送ロボットの製作）について、下記の番組で放映される予定です。
是非ご覧ください。

放送　：NHK総合テレビ　栃木県内放送
番組名：とちぎ630
日時　：3/8（水）18：30～19：00（番組内の一部で放映予定、変更になる場合もあります。）

また、本取組は3/3付　下野新聞WEB記事内で紹介動画をご覧いただけます。

本校一般科の神代真也助教が、2022年度基礎科学研究助成 住友財団の研究助成に採択されました。
本財団は、多目的の助成財団として、基礎科学、環境、芸術・文化、国際交流等の各分野で、研究や事業に対して助成を行っています。

研究課題名：準ゴレンシュタイン環論の構築

本財団の学術研究助成の詳細は、下記より確認できます。

【参考リンク】（小山高専ＨＰ外に移動します）

・公益財団法人住友財団ＨＰ
http://www.sumitomo.or.jp/

・２０２２年度　基礎科学研究助成　助成対象一覧
http://www.sumitomo.or.jp/html/kiso/kisotai2022.htm

本校電気電子創造工学科・久保和良教授のチームが群馬大学と共同で、コロナ感染症の新しい数理モデルを開発しました。この工学的数理モデルを、久保教授が国際会議ICTSS2022で報告し、最優秀発表賞を受賞しました。

【発表モデル詳細】

タイトル：”A new method to apply the synthetic exponential technique to infection model AID with COVID-19″

研究者名：Kazuyoshi Kubo　久保和良（小山高専　電気電子創造工学科　教授）
　　　　　Takafumi Kubota　窪田隆文（小山高専　電気電子創造工学科　５年次学生）
　　　　　Haruo Kobayashi　小林春夫（群馬大学　理工学府　教授）
　　　　　＊本校学生と群馬大学との連名で発表
　　
　　　　　最優秀発表賞

コロナ感染者数を説明する新しい数理モデルAIDは、前年にICTSS2021で発表しましたが、このうち感染爆発と感染終息を示すモデルは工学アナロジー手法で説明しました。
今回の研究発表は、説明できていなかった直線増加の部分が、エピデミックの発生状況の情報を持っていることと、感染ピークとなる原因を特定できる点に特徴があります。
論文は匿名の査読者によって評価され、招待講演として2022年12月25日から28日に開催された国際会議で口頭発表されました。この発表が、最優秀発表賞を受賞しました。
今後は医学によらない感染予測への発展が期待されます。

【特徴】
感染症がエピデミックからパンデミックに移行すると、100年前のスペイン風邪も今回のCorona感染症も同じことで、特効薬やワクチンが十分でない段階では、人類の武器は感染症モデルに基づいたモデリングとシミュレーションしかありません。久保教授の方法は、医学知識のない一般の方でも、ニュース報道のデータのみから感染状況の把握ができるので、非常に強力な対策を提供することができます。

【数理モデルとは】
　現実で起きる様々な問題を、方程式などの数学的な形で表現すること。

【関連リンク】
・電気電子創造工学科　久保教授の研究成果がメディア掲載されました
・新型コロナウイルス感染症の新しい数理モデルを、久保和良教授が国際会議で発表します
・本校研究チームが国際会議で発表し、２件の表彰を受けました

　2022年9月に会津若松市で開催された、第45回多値論理フォーラムにて発表された電気電子創造工学科 飯島准教授らの研究発表（題目「受信シンボルの3次元マッピングによるPAM-4信号伝送品質評価」）がMVL論文賞を受賞しました。

　多値論理技術とは、真（０）か偽（１）かの２個だけでなく、３個以上を扱う論理技術であり、受賞研究では多値論理を用いた通信の評価技術に関する内容になります。