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研究テーマ: 建築

学科の分類: 工学部建築学科

古民家リノベーションによる地域再編に関する提案

工学部

建築学科

藤井研究室

藤井伸介准教授

古民家リノベーション地域資源

古民家が並ぶ景観や古民家そのものが地域の観光資源となり、さらに古民家はカフェや図書館、ゲストハウスとして活用でき、貴重な地域資源と捉えられるようになってきた。今回の提案は、観光業、農業、水産業との一体的な提案により地域の魅力向上と経済の活性化へつながる可能性を探るものである。

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骨格筋オルガノイドを活用した簡便な筋萎縮モデル

我々の研究グループでは、長期的な培養が可能で成熟度が高く、機能評価が可能なマウス骨格筋細胞のオルガノイド作成に成功しており、この骨格筋オルガノイドの培養中に生じる受動的張力を解放することで簡便に生体と類似した筋委縮誘導できる生体外モデルを開発している。この生体外デバイスを利用し、生体の筋萎縮を模倣することが可能であれば、筋萎縮を改善する創薬および高機能食品の開発が飛躍的に進展すると期待できる。

超分子を用いる光学活性分子の高効率合成

キラル化合物を選択的に合成する触媒的不斉合成では，高価なキラル源や金属を利用したり，多段階の精密な合成手法と精製方法を駆使するなどの問題点がありました。そこで本研究では，構造がシンプルで簡単に合成できる輪状分子と軸状分子を適切に組み合わせることで得られる「機械結合性面不斉キラルインターロック超分子」に着目し，光学活性分子を高効率で合成する手法を開発しています。これまでに、このインターロック超分子の一つであるロタキサンを新たに合成し，特徴的な動的挙動や３次元構造を有効利用して、分子シャトル性能を評価しました。

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ソフトウェアエージェントによる社会シミュレーション

　複雑な社会の動きの完璧な予測や、瞬間的な社会の状態の正確な把握は、AIを用いても極めて困難である。一方で、生物や人間など多くのシステムは、動的かつ予測不能な局面において極めて柔軟に対処している。本研究では、様々な生物や物体を模擬したソフトウェア（エージェント）を作成し、エージェントの自律行動や相互作用によって、社会に実在する問題や、現実では実現しにくい社会環境での生物の振る舞いなどを検証する。

数値流体力学（CFD）を用いた最適化設計

数値流体力学（CFD)を用いて最適化設計を行います。設計パラメータの最適な組み合わせを迅速に見つけ出す手法を提案します。手法の検証には3Dプリンタを用いて対象を製作し、性能試験、各種物理量の計測や流れの可視化を行い、現象や勘所を平易に解説します。ライセンスフリーのCFDソフトウェア（OpenFOAM）を用いたコンサルティングも行います。

アジアの宗教紛争・民族問題と安全保障

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ゼオライト型イミダゾラート構造体を利用する一液型熱潜在性硬化剤の開発

一液型硬化剤として、保存安定性に優れ低温で硬化作用を持つゼオライト型イミダゾラート構造体を合成した。これは、90℃以上に加熱することで樹脂硬化反応が高効率に促進し、作業時間短縮と省エネルギーに貢献できる。また、樹脂類とイミダゾール類の中から適当な配合処方の組み合わせにより硬化反応性の設計ノウハウを提供できる。

多軸制御工作機械の加工精度向上

除去加工を行う工作機械は、機械の精度が悪いと加工方法や工具がどんなに良いものを使用しても加工されたものの精度はよくなりません（母性原理）。しかし、機械そのものの精度はあまり見えてこないのが実情です。特に多軸制御工作機械は機械そのものの精度を検査する方法も定まったものが存在しません。そこで私たちの研究室では機械の運動精度を検査する方法を提案し実施することでまず機械の精度を保証し、そのうえで加工方法について提案を行っています。

フェノールポリマーの合成とその機能性評価

　近年，酵素触媒をプラスチックなどのポリマー合成に利用する方法が注目されている．これは酵素触媒の有する次のような特徴を活用しようというものである．１，高い触媒活性　２，基質特異性　３，生分解性　４，穏和な条件下で機能．本研究では，このような酵素触媒の特徴を活かし，主として西洋ワサビ由来のペルオキシダーゼ（HRP）を触媒としてフェノール類を重合させる．生成するフェノールポリマーについて，抗酸化性などの機能性評価を行う．

安全な電力実習装置

脱炭素、再生可能エネルギーが必要です。太陽光発電や風力発電を普及させる必要があります。電力系統に接続し、安定電力を供給するためには、環境技術者が学ぶ実習装置が必要です。結線方法と負荷の関係、発電機の特性など、人力発電で安全に、体感できるものを開発しました。最初は、イベント用として、「人力発電テレビ (リキテレ)」として作ったものですが、工学技術者育成にとても有用なので、出展しました。

関西地域の住宅における温熱環境と快適性及び居住者行動に関するフィールド調査

人間が多くの時間を過ごすであろう建築内の快適性構築は重要である。本研究では関西地域の実際の住宅において、温湿度計などによる「物理環境自動測定」と居住者に快適性と行動習慣を回答してもらう「アンケート申告」を同時実施する「フィールド調査」を1年以上行い、居住環境のデータセットを構築する。このデータセットを統計解析することで、居住実態を解明するとともに、季節に応じた適切な温熱環境や居住者行動を提案する。

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　コンピュータの性能の向上と共に様々な分野でコンピュータシミュレーションによる研究が行われるようになってきました。本研究室では電磁流体プラズマの性質をコンピュータによる数値計算により解析しています。電磁流体は温度や密度、それを構成している原子・分子によって振る舞いが大きく変わり、それを再現或いは模擬するモデルを開発し、作成したモデルを用いて解析を進めています。核融合研究やプラズマを利用したモノづくりへの応用を目指しています。

西山由理花

近代日本における政党政治の形成と崩壊に関する研究

近現代日本の民主主義のあり方に関心を持ち、近代日本の政党政治について、特に政党政治家の人物研究という観点から研究を行っている。近代日本の政党政治の形成・崩壊過程の中心にあった人物に焦点を当てることで、政策や組織の成り立ちの背後にある教育や社会状況をも含めて近代日本社会を理解できると考える。

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一般的に熱中症危険度の指標として湿球黒球温度(WBGT)が使用されています．WBGTは携帯型の機器ですぐに測定できる簡便さがある一方，経験的な指標（めやす）で物理的な根拠に乏しいという欠点がありました．今回学生たちの実験を基に考案されたPESは，ヒトの熱の出入りの数理的な計算（人体熱収支モデル）が基になっており，脱水による体重減少率という定量的な指標で熱中症リスクを評価できます．さらに評価方法も，①気象台のデータから計算　②WBGT計のような装置で現場で測定　③WBGT値から推定　と3パターンのバリエーションで使え，物理的な根拠の明確さと実用性を兼ね備えた新しい熱中症リスク評価手法と言えます．

製品音の分析・改善技術

我々の周りには声や楽器、飛行機の音など様々な音があります。同じ音でも心地よい音もあれば騒音もあります。製品音は騒音と捉えられやすい音ですが時には、製品の状態を知る有効な手がかりになります。このことを踏まえ我々は製品音に着目し、その音全てを低減対象とせず、必要な成分と下げるべき成分に分別しようとしています。また下げるべきには、そのメカニズムを的確に把握する技術を構築しています。そして必要な音に対しては、その音を選び出し状態認知を手助けする方法も検討する等、音が持つ可能性を踏まえた技術開発を進めています。

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第一原理計算で解き明かす原子核の姿

元素の源となる原子核は陽子と中性子から構成され、それらの間に作用する「核力」によって結合します。核力はπ中間子とよばれるミクロな粒子を陽子と中性子の間で交換することにより生じます。本研究では、この特徴を持つ核力が原子核の性質にどのような影響を与えるのか調べています。

ローコストで可変性のあるイベント空間の創出

ダンボールを加工して構造体をつくります。この構造体を組み合わせて、建築の柱梁構造のようなフレームを構築して、簡易なイベント空間を創出します。ダンボールは安価で軽量で再生可能な材料です。自在に組み合わせて、イベント活動に合わせた会場設定が可能です。

2マイクロメートル帯を用いた光無線通信に関する研究

コロナ禍をきっかけに、世界中の人々の生活スタイルが変化しつつあります。その中で重要な役割を果たすのが通信システムです。しかし、離島や山間部など条件不利地域や台風や豪雨災害による通信インフラの被災により、十分な通信速度や環境が確保できないことが多くあります。本研究室では、このような地域への高速通信インフラとして注目されている光無線通信に関する研究を行っています。特に、従来より長波長帯を利用することで大気の減衰やじょう乱に強いシステムの構築を目指します。

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