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アスファルト舗装廃材から素材を分別回収する新たなリサイクル技術の開発（12186）
アスファルト舗装廃材は、良質な骨材とアスファルトを含有した貴重な天然資源混合物といえます。近年では機械破砕によって舗装廃材を粒状化し、得られた再生骨材を再び舗装用骨材として利用していますが、再生骨材は骨材と劣化したアスファルトが混在する不均質な材料であるため、品質管理や持続的利用が難しく、用途も限定されます。
舗装廃材が含有する骨材（石、砂）とアスファルトをより有効に、かつ持続的に、さらには柔軟に利活用するためには、例えば使用後のカン、ビン、ペットボトルのように、素材ごとに分別回収し、繰り返し再資源化できるリサイクル技術の開発が不可欠です。
本研究室では水と油の性格を応用した新たな環境調和型リサイクル技術を開発しました。この技術は主に熱水中での撹拌によって舗装廃材を解砕・分級し、粗骨材（石）を再資源化する一次工程と、細骨材（砂）とアスファルトを分別、回収する二次工程からなります。
分別回収した各素材に関して品質管理試験を行った結果、特に骨材は新材と同等の品質を有することを確認しました。なお、アスファルトは分別回収時の熱水温度や撹拌速度を操作することで、性状（針入度、軟化点、伸度など）や状態（膜状、粒状、微粒子状など）を適宜制御できることが分かっています。
このほか、これまでの検討から得られた知見は以下のとおりです。
● 一次・二次工程によって舗装廃材の洗浄、解砕、分級、分別、回収、乾燥が行える。
● 分別回収した骨材およびアスファルトは新規素材と同様の管理と利用が可能である。
● 熱水の循環利用により、現行方法に比べて省エネ・省コスト化が期待できる。
● 放射性物質による汚染舗装の除染・減容化技術としての応用が期待できる。
道路舗装分野（アスファルト、アスファルト乳剤）、その他の建設・建築材料分野
ヒト胎児付属物由来幹細胞の免疫制御能の差異とそのメカニズムに関する検討（研究紹介）
胎盤、臍帯などの胎児付属物には間葉系幹細胞（mesenchymal stem cell : MSC)が豊富に存在し、単離・培養増幅できることが報告されている。採取に侵襲的処置を要する骨髄由来MSCと比べても、胎児付属物由来幹細胞は本来破棄されるものを利用し無侵襲的に採取でき、また増殖活性が高いことから、再生・移植医療における細胞治療の有用な細胞ソースと考えられている。しかし、胎児付属物由来MSCの局在部位による形質や免疫制御能の差異についての詳細な検討は今までになされていない。
本検討では、胎児付属物を羊膜間質、羊膜上皮、臍帯Wharton’s Jerryに分離し、各々から得られるMSCの免疫制御能を比較することにより、細胞治療ソースとしての有効性や効率性を評価し、臨床応用をめざすことを目的とする。造血幹細胞移植は血液腫瘍疾患をはじめ、原発性免疫不全症や先天代謝異常症など様々な疾患で根治目的に施行され、効果を期待される治療法である。しかし、放射線照射や移植前の大量化学療法による治療関連毒性に加え、移植片対宿主病（Graft versus Host disease : GVHD）などの重篤な移植関連合併症があり、治療関連死のリスクが高いことが大きな問題である。移植関連合併症の予防も含めた治療戦略の一つとして、間葉系幹細胞（mesenchymal stem cell : MSC）をはじめとする免疫細胞治療が近年注目されている。MSCは免疫寛容能があり第三者由来でも利用可能とされ、国内外でも臨床応用が開始されているが、その多くは骨髄由来MSCが使用されている。
胎盤、臍帯などの胎児付属物にはMSCが豊富に存在し、単離・培養増幅できることが報告されている。採取に侵襲的処置を要する骨髄由来MSCと比べても、胎児付属物由来幹細胞は本来破棄されるものを利用し無侵襲的に採取でき、また増殖活性が高いことから、再生・移植医療における細胞治療の有用な細胞ソースと考えられている。しかし、胎児付属物由来MSCの局在部位による形質や免疫制御能の差異についての詳細な検討は今までになされていない。
本検討では、胎児付属物を羊膜間質、羊膜上皮、臍帯Wharton’s Jerryに分離し、各々から得られるMSCの免疫制御能を比較することにより、細胞治療ソースとしての有効性や効率性を評価し、臨床応用をめざすことを目的とする。
胎児付属物を羊膜間質、羊膜上皮、臍帯Wharton’s Jerryに分離し、各々から得られるMSCの免疫制御能を比較することにより、細胞治療ソースとしての有効性や効率性を評価した。
胎児付属物由来幹細胞の中では、WJ-MSCがもっとも免疫制御能が高く免疫原性も低い特徴を持っており、GVHD等に対する免疫細胞治療の細胞ソースとしては、臍帯が最有用と判断できた。
造血幹細胞移植後の急性GVHDに対する細胞治療
難治性自己免疫疾患、炎症性疾患に対する細胞治療
臍帯保存によるMSCバンク
周辺環境に優しいレーザ切断工法（12429）
建物の解体や改修時のコンクリート切断は，騒音や振動などの問題があり，様々な対策や工法が開発されているが完全な解決には至っていない。
低騒音・低振動・低粉塵・無反力であり，作業時の環境負荷低減に寄与することができるレーザー技術の特徴を活かし，200mmのコンクリートスラブ厚を切断する場合の新しいレーザ切断工法（ドリカット工法）を確立した。
ドリカット工法 ー 微細孔をあけながら切断する工法で，高出力レーザーによるドロスの発生を低減させることで，出力を抑えた切断工法を開発することが可能となった。
従来の100㎜厚コンクリートのレーザ切断では，5kW以上が必要であったが，本工法ではコンクリート強度20～130N/mm2 の100㎜厚を1kWで切断を可能とし，繰返し切断で200㎜厚を達成した。
・建築物の解体時および改修時のコンクリート部材や石材，無機材料の切断，孔あけ等
磁気アルキメデス浮上を利用した液中微粒子の分離回収法（研究紹介）
磁性を利用した微粒子の分離は，強磁性体とそれ以外の物質を分離する高勾配磁気分離が主な分離手法として知られているが，弱磁性（非磁性ともいわれている）物質同士を分離できる磁気アルキメデス分離は実験的試みはなされてきたが，回収率の定量評価までには至っていない等の理由により未だ認知度が低い。
磁気アルキメデス分離は周囲媒体と被分離物質の磁化率差および密度差によって物質の浮上位置が異なることで分離できる物理的手法であり，異種物質はもとより同種物質でも含まれる微量な添加物や不純物による物性の違いによって浮上位置が異なる場合は分離できる。そのため希少物質のリサイクルのみならず，様々な分野における新たな分離・分析手法としての可能性を秘めている。
一例として水溶液中の混合色ガラス粒子の分離回収する装置を開発した。
水溶液中の３種類の混合色ガラス粒子を以下の２つの方法で分離回収して，回収率の比較を定量的に行なった．
方法A：混合状態から直接磁気浮上させて回収する方法
方法B：混合状態から一度磁気浮上させた後に磁場を下げて色ガラス順に積層させる．その後再度磁気浮上させて回収する方法
方法Bは３色の色ガラス粒子全てにおいて95%以上が目的の格納部に回収された．
対象により分離条件の検討を重ねることにより希少物質のリサイクルのみならず，様々な分野における新たな分離・分析手法としての可能性を秘めている。
●希少物質のリサイクル
●不純物質または添加物質の分析・評価
●付加価値物質の分離・回収
●希少金属の分離・回収
●新たな分離分析
筋骨格モデルによる疲労度と運動性能解析技術（研究紹介）
高齢化社会の進行と共に，人の運動をサポートする器具の開発や，適切なリハビリテーション実施方法の検討等に対する需要が高まるが，そのためには人体の疲労度と運動性能を定量的に解析・評価する技術の確立が求められる．従来筋骨格の特性は時間軸上での各筋肉の筋活性度と関節まわりの駆動トルクで評価していたが，運動トータルとしての評価に課題があった．自動車などの運動性能を評価する駆動パワーと，その駆動パワーを生むパワーユニットの運動の激しさを表す角運動量を用いて，人の運動における下肢関節まわりの各筋肉の負担度や疲労度を考察する．
●膝関節まわりの駆動パワーと各筋肉の角運動量の求め方
各関節まわりの各筋肉の角運動量の算出に必要な筋活性度推定のため，図1に示すSCOT L.DELPらの下肢筋骨格モデルを利用した． i番目の筋肉の等尺性最大収縮力 ，筋の長さ ，筋が腱に付着する角度 については，SCOT L.DELPらの値を使用する．筋活性度推定計算は，筋骨格モデル動作解析ソフトウェアのSIMMを用いて行った．求めた各筋肉の筋活性度αiを用いて図２に示す手法で，関節まわりの駆動パワーとその
パワーを生むのに働いた各筋肉の角運動量を求める．
●人の運動をサポートする器具（パワーアシスト，義足等）の開発
●膝ＯＡ症などのリハビリテーションへの応用
●スポーツ科学（スポーツ選手のトレーニング等）への応用
衛星による地球観測／環境監視への応用（研究紹介）
人工衛星による地球観測は，広域を繰り返して観測する特徴から，長期にわたる環境の変化を把握することに適している。中でも地球観測衛星として代表的な米国のランドサットは，1972年に１号が打ち上げられて以来，現在の８号まで継続して観測が行われている。時系列の衛星画像から長期にわたる土地被覆状況の変貌をとらえ，環境問題に発展した要因を明らかにし，対策立案等に寄与できる情報化を進めている。
ランドサットの成功を機に多くの国や機関が地球観測衛星を打ち上げ，運用している。観測装置（センサ）もバラエティに富み，いろいろな視点や方法で地球を撮影した画像からは，種々多様な情報が得られている。一方で，旧版図や過去の空中写真，偵察衛星写真や多種類の国土情報等の整備が進んでいる。これら情報を統合して人工的土地被覆への時系列な変貌を注視すると減災対策に寄与できる情報が見えてくる。
米国地球観測衛星ランドサットは1972年の打ち上げ以来，地球の観測を続けている。1972年，1988年，2002年の約15年間隔でランドサットが観測した画像と，その情報を基に土地の被覆状況を解析した結果より，東京の変貌（人工的土地被覆域の拡大，特に赤で示す市街化地域の拡大が顕著）が明確にとらえられている。
土地被覆調査，植生分布調査，熱環境調査，時系列変化の調査
パラメトリックＸ線放射による新Ｘ線源とその応用（10953）
日本大学電子線利用研究施設(LEBRA: Laboratory for Electron Beam Research and
Application)では、従来の線源とは原理的に異なる新規X線源の開発とその有用性の実証研究
を行っている。これはパラメトリックX線放射(PXR: parametric X-ray radiation)と呼ばれる現象
を利用したもので、単色で連続エネルギー可変、コヒーレンスに優れたＸ線源であるためイメージ
ングに適しており、特定の元素の選択、或いは、軽元素からなる生体軟組織構造の非破壊検査、
または、血管造影、乳ガン検診といった医療診断などへの応用に期待できる。
コンピュータ断層撮像（CT: computed tomography）
PXRの単色性と広い照射野を生かし、比較的大きな軽元素物質試料の非破壊測定が可能。
同時K端差分（KES: K-edge subtraction）法による元素イメージング
PXRの線形エネルギー分散（空間チャープ）を利用し、特定の元素のK殻吸収端エネルギー位置でビームを分割することにより吸収端前後の像を同時に取得することができ、両者の差分により、特定元素の分布が得られる。CTによる3次元元素分布の測定にも成功している。
位相コントラストイメージング(Phase-contrast imaging)
PXRビームは空間コヒーレンスに優れるため、これまで放射光でなければ困難であった位相コ
ントラスト法の１つである回折強調イメージング（DEI:diffraction-enhanced imaging）が可能になった。
・マルチエージェントシステム構築のためのプラットホーム
・汎用（エージェント指向、オブジェクト指向、手続き型）並列計算環境
・ハイパフォーマンスコンピューティング
