産総研 > 組織 >  センシングシステム研究センター > 研究チーム

広域モニタリング研究チーム

チームメンバー

名前 役職等 拠点
古川 祐光
FURUKAWA Hiromitsu
研究チーム長 つくば中央第五
島 隆之
SHIMA Takayuki
上級主任研究員
桑原 正史
KUWAHARA Masashi
上級主任研究員
大川 洋平
OKAWA Youhei
研究員
土田 英実
TSUCHIDA Hidemi
招聘研究員
陳 俊逸
CHEN Junyi
産総研特別研究員
渡部 愛理
WATANABE Anri
研究チーム付

主務)材料・化学領域研究企画室
数理先端材料モデリングオープンイノベーションラボラトリ [主任研究員]
東北大OIL

研究目標

広域モニタリング研究チームでは、人の暮らす環境を対象にして、インフラ診断、生体・植物活動、細菌環境、スマート農業に関するモニタリング技術の研究開発を行っています。実際に現場で使えるシステム化を行いながら、既存技術では賄えない問題に対しての基礎研究を進めています。基礎研究として、光学、生体医用工学、分光学などをベースとした分光装置開発、光学顕微鏡技術、超解像、OCT、信号解析技術、画像解析技術の高度化を行っています。

保有技術

  • 非侵襲・非破壊での生体分析技術(血液成分モニタリング)
  • 遠方からのセンシング技術(インフラ・コンクリートの劣化診断)
  • 光ディスクを活用した簡便な顕微鏡技術(フィールドユース型の大腸菌、細菌センシング)
  • 相変化材料による光制御・通信技術
  • スマート農業のための植物育成モニタリング(おいしさセンサー、活動量モニタリング)
  • 高精度光コヒーレンストモグラフィー(ナノメートル精度のOCT内視鏡)
  • 極低光量の分光分析技術(ルシフェラーゼ・アッセイによる細胞の機能性・毒性の評価技術)

重点研究


fig1


fig2


fig3


fig4

主要特許・論文

  1. H. Matsuura, H. Furukawa, Y. Watanabe, S. Murakami, Y. Ishihara, T. Tanikawa, H. Hashimoto, "Optimal conditions and generation mechanism of jet atomization for uniform distribution of nano- and micro-droplets" Jpn. J. Appl. Phys., in press (2022).
  2. Y. Kusaka, K. Kimnannara, M. Koutake, S. Kano, H. Furukawa, N. Fukuda. "High Resolution Patterning of Silica Nanoparticle-Based Ionogels by Reverse-offset Printing and its Characterization," Flexible and Printed Electronics, in press (2022).
  3. J. Chen and H. Furukawa, "High-speed mid-infrared spectrometer based on wavelength-swept quantum cascade laser using asynchronous-signal method," Optics & Laser Technology, 149, 107800 (2022).
  4. S. Michimura, M. Kosaka, A. Machida, R. Numakura, R. Iizuka, S. Katano, Y. Imai, N. Shirakawa, Y. Yamasaki, H. Nakao, H. Sato, S. Ueda, and K. Mimura, "Charge-ordered state and low-dimensional magnetic fluctuations in Yb5Ge4 single crystal", J. Phys. Soc. Jpn. 90, 044703 (2021).
  5. A. Watanabe, S. Tokuda, Y. Mizuta, S. Miyamoto, T. Nakanishi, H. Furukawa, and H. Minagawa, "Toward automated non-destructive diagnosis of chloride attack on concrete structures by near infrared spectroscopy", Construction and Building Materials 305 (25) (2021) 124796. DOI:10.1016/j.conbuildmat.2021.124796
  6. T. Shima, H. Furukawa, and M. Fujimaki, Toward the development of an optical technique for identifying and imaging white blood cells in whole blood, 60, pp.038001 (2021).
  7. H.F.S. Lopes, Z. Tu, H. Sumi, H. Furukawa, I. Yumoto"Indigofera tinctoria leaf powder as a promising additive to improve indigo fermentation prepared with sukumo (composted Polygonum tinctorium leaves)," World J. Microbiol. Biotechnol., 37, 179 (2021).
  8. J. Kitagawa, K. Sakaguchi, T. Hara, F. Hirano, N. Shirakawa, and M. Tsubota, "Interstitial Atom Engineering in Magnetic Materials", Metals 10, 1644 (2020).
  9. H. Tsuchida, Differential FMCW-LiDAR for breaking the limit of laser coherence, ELECTRONICS LETTERS, 56, pp.614-616 (2020).
  10. H. Tsuchida, Frequency-modulated continuous-wave light detection and ranging with sinusoidal frequency modulation and beat phase detection, ELECTRONICS LETTERS, 55, pp.1297-1299 (2019).
  11. H. Tsuchida, Regression analysis of FMCW-LiDAR beat signals for non-linear chirp mitigation, ELECTRONICS LETTERS, 55, pp.914-918 (2019).
  12. A. Watanabe, H. Furukawa, S. Miyamoto, H. Minagawa, Non-destructive chemical analysis of water and chlorine content in cement paste with a near infrared (NIR) spectrometer, CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS, 196, pp.95-104 (2019).
  13. H. Matsuura, T. Tanikawa, H. Furukawa and H. Hashimoto, "Efficient atomization method using a rectangular electrode on an ultrasonic transducer," Jpn. J. Appl. Phys., 58, 050911 (2019).
  14. H. Matsuura, T. Tanikawa, H. Furukawa and H. Hashimoto, "A particle-assisted plasma-induced reaction for functional three dimentional (3D) printing" Jpn. J. Appl. Phys., 58, 050909 (2019).
  15. H. Shiramizu、C. Kuroda、Y. Ohki、T. Shima、X. Wang、M. Fujimaki,Selective Detection of Escherichia coli by Imaging of the Light Intensity Transmitted Through an Optical Disk, Applied Physics Express,11-3,pp.037001-、(2018).
  16. T. Shima, H. Shiramizu, M. Fujimaki, C. Kuroda, Y. Ohki, Fluorescence imaging of Escherichia coli on a rotating optical disk, Japanese Journal of Applied Physics, 57, pp.088003-1-088003-3 (2018).
  17. A. Watanabe and H. Furukawa, “Super-resolution technique for high-resolution multichannel Fourier transform spectrometer,” OPTICS EXPRESS, 26, 21, pp27787-27797 (2018).
  18. R. Lan、R. Endo、K. Kuwahara、Y. Kobayashi、M. Susa、Thermal and Electrical Conductivity of Ge1Sb4Te7 Chalcogenide Alloy、Journal of Electronic Materials、46-2、pp.955-960、(2017)
  19. T. Shima、X. Wang、H. Shiramizu、M. Fujimaki、K. Awazu、Y. Ohki、Blue-laser scanned imaging system using positioning marks formed on an optical disk substrate、Japanese Journal of Applied Physics、56-5、pp.058003-1-058003-3、(2017)
  20. K. Tsuno、Y. Akahori、T. Yui、H. Furukawa、A. Watanabe、M. Fujimaki、M. Oto、T. Katsuyama、Y. Iguchi、H. Inada、H. Minagawa,Highly-sensitive Near-infrared Spectroscopy System for Remote Monitoring of Concrete Structures, Journal of disaster research,12-3,pp.536-545、(2017)
  21. T. Saiki、T Shintani、M. Kuwahara、Philippe Regreny、Michel Gendry,Nanospectroscopy of single quantum dots with local strain control using a phase-change mask, JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS,56-,pp.08LA02-(9 pages)、(2017)
  22. K. Kato、M. Kuwahara、H. Kawashima、T. Tsuruoka、Y. Tsuda,Current-driven phase-change optical gate switch using indium-tin-oxide heater, Applied Physics Express,10-7,pp.072201-4pages、(2017)
  23. J. Sakai、Satoshi Katano、M. Kuwahara、Y. Uehara,Pump–probe STM light emission spectroscopy for detection of photo-induced semiconductor–metal phase transition of VO2, JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER,29-,pp.405001-7 pages、(2017)
  24. R. Akimoto、H. Handa、S. Shindo、Y. Sutou、M. Kuwahara、M. Naruse、T. Saiki,Implementation of pulse timing discriminator functionality into a GeSbTe/GeCuTe double layer structure, OPTICS EXPRESS,25-22,pp.26825-26831、(2017)
  25. A. Watanabe、H. Furukawa,High-resolution and high-throughput multichannel Fourier transform spectrometer with two-dimensional in terferogram warping compensation, OPTICS COMMUNICATIONS,413-,pp.8-13、(2017)
  26. H. Tsuchida, Waveform measurement technique for phase/frequency-modulated lights based on self-heterodyne interferometry, OPTICS EXPRESS, 25, pp.4793-4799 (2017).