3Dプリンタで「トラクタービーム」が自作可能に - 物体を空中浮遊させ捕獲
「トラクタービーム」といえば、UFOが牧場の牛を空中に引っ張り上げてさらっていくときに使われる、あの怪光線である。しかし、超音波を使ったトラクタービームは、すでに現実のものになりつつあり、ビーズ球のような小さな物体であれば、超音波を使って空中に浮かべた状態で捕獲したり、空中での平行移動や回転運動といった操作を行ったりすることが可能になっている。 「音響トラクタービーム」と呼ばれるこの技術は、ブリストル大学の研究者Asier Marzo氏らが2015年に発表したもので、トラクタービームの研究が注目を集めるきっかけとなった(発表当時、Marzo氏はナバーラ州立大学の学生)。Marzo氏らは今回、同技術をさらに進め、市販の3Dプリンタを使って音響トラクタービームを簡単に作れるようにした。詳しい作製方法を説明した動画も公開されており、Arduino、モータードライバなど、ネット通販で安価に入手でき
AIやビッグデータの進化を加速させる半導体はGPUか? FPGAか? CPUか?
ディープラーニングの活用による第3次人工知能(AI)ブームの到来、IoTのビジネスでの活用シーンの拡大、そしてそうして生み出されるビッグデータの活用と、2016年のIT/エレクトロニクス業界は、さまざまな技術トレンドが絡み合い、大きなうねりを生み出す年となった。その勢いは2017年も継続して続いていくことが期待される。 また、2016年はこれらIT/IoT技術の進展の根底に半導体の進化があることが示された年になったとも言える。例えばGoogleはディープラーニング用プロセッサ「Tensor Processing Unit(TPU)」を自社で開発していることを明らかにし、専用チップを活用することで、演算能力を消費電力をそれほど引き上げずに高められることを示した。そこで今回は、こうした演算処理を向上させるアクセラレータとして2017年も活用が期待される3つのデバイス、GPU、FPGA、コプロセ
日本の平均気温過去最高に 気象庁
今年の日本の平均気温は平年を0.88度上回り、統計開始以来過去最高になる見込み、と気象庁がこのほど発表した。世界の年平均気温も平年を0.46度上回って3年連続で過去最高を更新するという。 図 日本と世界の年平均気温偏差(気温偏差は1981～2010 年の30年の平均値を基準値とし、その年の平均気温から基準値を差し引いた値) (気象庁作成・提供) 気象庁は今年1月から11月までの観測データを基に平年との気温差をまとめた。その結果によると、今年11月までの日本の年平均気温は平年(1981～2010年の平均値)より0.88度上回って1898年の統計開始以来、最も高い値となる見込み。年平均気温は、長期的には100年あたり1.19度の割合で上昇しており、特に1990年代以降、高温となる年が多くなっている。これまで日本で最も平均気温が高かったのは、平年を0.78度上回った1990年だった。 また世界の
ダークマターの証拠は発見できず - 宇宙ガンマ線背景放射の精密解析
アムステルダム大学の研究チームは、天文観測衛星「フェルミガンマ線宇宙望遠鏡」が収集した宇宙ガンマ線背景放射のデータを精密解析した結果、ダークマター粒子の存在証拠は見つからなかったと発表した。データはフェルミ衛星に搭載された大面積望遠鏡によって6年以上に渡り収集されたもの。2008年にNASAが打ち上げたフェルミ衛星は、大面積望遠鏡による3時間ごとの全天スキャンを現在も続けている。ダークマター粒子同士が衝突したときに発生すると考えられている高エネルギーのガンマ線を観測できるのではないかと期待されていたが、確認できなかった。研究論文は、物理学誌「Physical Review D」に掲載された。 これまでに確認されている宇宙ガンマ線の発生源は、そのほとんどが私たちの天の川銀河の内部にあるが、その他に3000個超のガンマ線源が銀河系外で見つかっている。ただし、これら検出済みのガンマ線源をすべて合
ダークマター存在せず? - 「エントロピック重力理論」と観測データが一致
ライデン天文台(オランダ)の天文学者マーゴット・ブラウワー氏らの研究チームは、宇宙における重力分布の測定データを分析し、「エントロピック重力理論(ヴァーリンデ理論)」と一致する結果を得たと報告した。エントロピック重力理論は、2010年にアムステルダム大学の理論物理学者エリック・ヴァーリンデ教授が発表した重力についての新理論。重力とは「電磁気力」「強い力」「弱い力」と並ぶ自然の基本的な力ではなく、実は「見かけの現象」に過ぎないとする理論であり、発表当時、物議を醸した。この理論に立つと、宇宙の全質量・エネルギーの約27％を占めるとされる目に見えない未確認の重力源「暗黒物質（ダークマター）」を想定しなくても良くなる点も注目されている。ブラウワー氏らの研究論文は「英国王立天文学会月報」に掲載された。 研究チームは今回、3万3000個超の銀河の周囲での重力分布を測定し、それらのデータがヴァーリンデ理
NASAの月探査機LRO、アポロ計画やソ連の月探査機が着陸した場所を特定
米国航空宇宙局(NASA)の月探査機「ルナー・リコネサンス・オービター」(LRO)の運用チームは12月7日、アポロ計画の着陸船や無人探査機が、月面に着陸・衝突した場所の正確な座標を特定したと発表した。論文は「Icarus」誌の2017年2月号に掲載される。 研究を行ったのはアリゾナ州立大学を中心とする、LROに搭載されているカメラ「LROC」の運用チームで、2009年から2015年までの間に集められた画像と、ほかの観測機器などの情報を統合し、±15mの範囲で緯度と経度を特定することに成功したという。 今回特定されたのは、アポロ計画の「アポロ11」から「アポロ17」までの着陸地点(月降下段が残されている)や、月面に残された観測装置や探査車をはじめ、アポロ以前に打ち上げられた月探査機「サーヴェイヤー」、ソヴィエト連邦が打ち上げた「ルナー17」などの探査機や無人探査車、中国の月探査機「嫦娥三号」
弱い電流を流して薬剤耐性菌を殺傷する感染症治療法 - ワシントン州立大
ワシントン州立大学の研究チームは、患部に弱い電流を流すことで薬剤耐性菌感染症を治療する技術を開発した。抗生物質と電流を組み合わせることで、薬剤耐性のある緑膿菌PAO1を全滅させることができたという。感染症や慢性的な傷の治療への利用が期待されている。研究論文はネイチャー系学術誌「npj Biofilms and Microbiomes」に掲載された。 緑膿菌PAO1は、肺嚢胞性線維症などの患者に対して慢性的かつ深刻な感染症を引き起こす原因となる。また、人工呼吸器の利用者が肺炎になったり、火傷患者が感染症にかかる原因となることもある。 細菌感染症の治療に抗生物質を使うと、ほとんどの細菌が死ぬ。ただし、粘液層を形成する細菌についてはこれが保護層となり、抗生物質が完全には浸透しないため、死滅させるのが難しい。薬剤耐性のある細胞群が、抗生物質治療を生き延びて増殖することによって、慢性感染症を引き起こ
MIT、カーボンナノチューブ内部で100℃超の水が凍結する現象を発見
マサチューセッツ工科大学(MIT)の研究チームは、カーボンナノチューブ(CNT)の内部に入った水が100℃超の高温で固体化する現象を発見した。ナノスケールの微小空間に水を閉じ込めたときの挙動について、これまでに得られていた知見とはまったく異なる現象であり、驚きをもって受け止められている。研究論文は学術誌「Nature Nanotechnology」に掲載された。 日常生活では、水は0℃を境に固体(氷)から液体の水になり、100℃で沸騰して気体(水蒸気)になる。ただし、固体・液体・気体という変化が起こる温度は、圧力など環境条件の変化によって変動する。その身近な例は、気圧の低い山の上では水の沸点が下がる現象だろう。また、圧力・温度条件の違いによって、結晶構造の異なる何種類もの氷が存在することも知られている。このように、置かれた環境の違いによって、水はその挙動をさまざまに変える。 ナノスケールの
NEDO、南アフリカ共和国で省エネ型の海水淡水化技術の実証事業を開始へ
新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)は11月18日、南アフリカ共和国のダーバン市と共同で、省エネルギー型の海水淡水化技術の実証事業を開始することに合意し、基本協定書(MOU)を締結したと発表した。 同事業では、NEDOの国内事業において確立された省エネルギー型の「海水淡水化・水再利用統合システム」の導入により、南アフリカ共和国の水不足問題の解決を目指す。 同システムは、下水を再生処理する過程で余った水を用いて海水を希釈し塩分濃度を下げることで、従来の海水淡水化法に比べて消費電力を30％以上削減できるというもの。また、海水淡水化においては、塩分濃度が高い濃縮海水の排出による周辺海洋環境への影響が問題となっているが、同システムでは希釈した海水を淡水化することにより排水の塩分濃度を海水と同程度とし、海洋環境への影響を最小限に抑えることを可能としている。 NEDOは、今後3年間でダーバン
遺伝的リスクの次世代への伝わり方は、父親の加齢によって異なる - 東北大
東北大学と理化学研究所(理研)は11月18日、遺伝子の発現を制御する因子Pax6の変異がリスク要因となり、父親の加齢が子孫の行動に影響を及ぼすことを明らかにしたと発表した。 同成果は、東北大学大学院医学系研究科 大隅典子教授、吉崎嘉一助教、理化学研究所バイオリソースセンター 若菜茂晴チームリーダー、古瀬民生開発研究員、イタリア科学技術研究所 Valter Tucci教授らの研究グループによるもので、11月17日付けの米国科学誌「PLOS ONE」オンライン版に掲載された。 自閉症スペクトラム障害や注意欠陥・多動性障害等の発達障害では、神経発生やシナプス形成に関わる遺伝子など、800個以上の遺伝子が関係すると考えられている。一方、環境要因の関与もあり、たとえば母親が周産期に感染した場合や、高齢あるいは肥満の父親から生まれた子どもに発症率が高いことが報告されている。このように、自閉症スペクトラ
京大、がん細胞を殺傷できる強力なキラーT細胞をヒトiPS細胞から再生
京都大学(京大)は11月22日、ヒトiPS細胞からがん細胞を殺傷する能力をもつキラーT細胞を作製することに成功したと発表した。 同成果は、京都大学ウイルス・再生医科学研究所 河本宏教授、前田卓也特定研究員らの研究グループによるもので、11月21日付けの米国科学誌「Cancer Research」オンライン版に掲載された。 がん細胞に反応するキラーT細胞を体外で増やして患者に投与するという手法が、一部のがんの治療に有効であることがこれまでに示されているが、キラーT細胞を培養するとある程度増えた時点で疲弊してしまうため、高品質な細胞を効率よく増やすことは一般的には極めて困難であった。 T細胞は、T細胞レセプターを細胞表面に出しており、このレセプターを使って標的になる分子(抗原)を認識する。このT細胞レセプターは、遺伝子再構成とよばれる仕組みによって作り出された遺伝子からつくられるが、がん抗原を
理研、CRISPR-Cas9システムを利用した新しい生体内ゲノム編集技術を開発
理化学研究所(理研)は11月17日、ゲノム編集ツールであるCRISPR-Cas9システムを利用し、マウス・ラット生体内の神経細胞など非分裂細胞でも有効な新しい遺伝子操作技術「HITI」を開発したと発表した。 同成果は、理化学研究所多細胞システム形成研究センター非対称細胞分裂研究チーム 恒川雄二研究員、松崎文雄チームリーダー、米ソーク生物学研究所 鈴木啓一郎研究員、ベルモンテ教授らの研究グループによるもので、11月16日付けの英国科学誌「Nature」オンライン版に掲載された。 既存のゲノム編集技術の方法では、細胞が活発に分裂する最中に起こるDNA修復機構の一種「相同組換え」修復の仕組みを利用して、ゲノム上の任意の場所に目的の遺伝子を挿入(ノックイン)していた。そのため、皮膚の表皮細胞や腸の上皮細胞などを除くほとんどの生体内の細胞、特に神経細胞や心筋細胞などの細胞分裂をしていない細胞には、こ
東北大、天然ゴムを試験管内で合成することに成功
東北大学は11月16日、天然ゴムの生合成に必要なタンパク質を発見し、それらを再構成する手法を開発したことにより、天然ゴムに匹敵する分子量のポリイソプレンを試験管内で合成することに成功したと発表した。 同成果は、東北大学大学院工学研究科 高橋征司准教授、山下哲助教(研究当時、現在は金沢大学理工研究域物質化学系准教授)、同バイオ工学専攻応用生命化学講座 中山亨教授、住友ゴム工業、埼玉大学らの研究グループによるもので、10月28日付けの国際科学誌「eLife」に掲載された。 現在、産業的に利用される天然ゴムの大半は、熱帯から亜熱帯地域のプランテーションで栽培されるパラゴムノキより採取されるラテックスより生産されているが、世界的な需要の上昇に対応するため、天然ゴム高生産品種の分子育種や代替生物による生産などの方法が提案されてきた。そのためには、まず天然ゴムの生合成メカニズムの解明が不可欠であるが、
1年間毎日1箱を喫煙すると、肺では150個のDNA変異が蓄積 - 国がんなど
国立がん研究センター(国がん)などは11月4日、喫煙との関連が報告されている17種類のがん5243症例のがんゲノムデータをもとに喫煙と突然変異との関連について検討を行った結果、生涯喫煙量と突然変異数には正の相関が見られ、喫煙が複数の分子機構を介してDNAに突然変異を誘発していることを明らかにしたと発表した。 同成果は、国立がん研究センター研究所がんゲノミクス研究分野 柴田龍弘分野長、十時泰ユニット長、理化学研究所統合生命医科学研究センターゲノムシーケンス解析研究チームの中川英刀チームリーダー、藤本明洋客員研究員らをはじめとする日英米韓の国際研究グループによるもので、11月3日付けの米国科学誌「Science」に掲載された。 同研究グループは今回、喫煙と関連すると報告されている17種類のがんについて、喫煙者患者2490症例、非喫煙者患者1062症例、喫煙データなし1691症例の合計5243症
二酸化炭素を常温でエタノールに直接変換できるナノ触媒を開発 - ORNL
米国オークリッジ国立研究所(ORNL)の研究チームは、常温で二酸化炭素をエタノールに直接変換できるナノ触媒を開発した。ナノ触媒は炭素(スパイク状のグラフェン)と銅ナノ粒子で構成されており、白金などのレアメタルは使用していないため、低コスト化して産業用途に応用できる可能性があるという。 二酸化炭素をエタノールに直接変換できるナノ触媒の電子顕微鏡像。スパイク状にグラフェンに球状の銅ナノ粒子が組み込まれている (出所:オークリッジ国立研究所) 温室効果ガスである二酸化炭素は燃焼反応の副生成物として生み出されるが、これを電気化学的に還元できれば有用な燃料を作り出す材料とすることができる。研究チームは、ナノ触媒を利用した二酸化炭素の還元について研究する過程で、二酸化炭素が高い効率でエタノールに直接変換される現象を意図せずして偶然に発見したという。 同触媒は白金など高価なレアメタルを使っていないことか
2016年国際航空宇宙展 - IHIは液酸メタンのロケット・エンジン、三菱重工は国産旅客機「MRJ」を展示
IHIは現在、エアバス・ディフェンス&スペースと共同で、液体酸素と液体メタンを推進剤とする「ACE-42R」ロケット・エンジンを開発しており、今回そのエンジンに使われるターボ・ポンプの模型が展示された。 ACE-42Rの推力は約412kN(42tf)で、ガス・ジェネレイター・サイクルを採用している。エアバスが開発中のサブオービタル宇宙船のエンジンに使うことが計画されており、ACE-42Rは約30回の再使用を想定しているという。 メタンには、低コストであることや、ケロシンよりも性能が良いこと、またススが出ないため再使用に向いていること、液体にしたときの温度が液体酸素と近いため、タンクの構造を簡略化できるといった特長がある。 IHIは以前、日本の中型ロケット「GX」の第2段用エンジンとして、液化天然ガスを燃料に使うロケット・エンジンを開発していた実績があり、GXが中止された後も、研究・開発を続
極小のメモリスタ論理回路を設計、ナノコンピュータの実現目指す - UCSB
1959年、物理学者のリチャード・ファインマンは、米国物理学会で行った有名な講演のなかで、「微小なロボットハンドを集積した原子サイズの工場」「原子1個1個を直接操作して微小な構造を形成したり、物質の新しい特性を引き出す技術」など、今日のナノテクノロジーの発展を予見したといえるさまざまなアイデアを提示した。この講演「There's Plenty of Room at the Bottom」のなかでファインマンは、「直径が原子10～100個分の配線を使い、1000オングストローム(100nm)程度の大きさに収まる回路からなる微小なコンピュータ」にも言及しているが、このようなナノスケールのコンピュータは現在もまだ実現していない。 カリフォルニア大学サンタバーバラ校(UCSB)の研究チームは、ファインマンの残したこの課題の実現を目指し、新構造のデバイスを設計した。その構造は、不揮発性メモリの一種で
気象衛星「ひまわり9号」宇宙へ - H-IIAロケット31号機の打ち上げに成功
宇宙航空研究開発機構(JAXA)と三菱重工業(MHI)は11月2日15時20分、種子島宇宙センターにて静止気象衛星「ひまわり9号」を搭載したH-IIAロケット31号機の打ち上げを実施した。同ロケットは計画どおり飛行し、打ち上げ後約27分51秒に「ひまわり9号」を正常に分離したことが確認された。
3Dプリンタで磁石を作ることに成功 - ウィーン工科大
ウィーン工科大学の研究チームは、3Dプリンタを使って磁石を作ることに成功した。これにより、望みどおりの形状の磁場を持った永久磁石を手軽に作製できるようになる。研究論文は学術誌「Applied Physics Letters」に掲載された。 永久磁石の性能については、磁力の強さ以外に、発生する磁場の形状を制御したいという要求がある。たとえば、ある方向に対しては磁場一定だが、別の方向に対しては磁場の強度が変化するというような磁石が欲しい場合、コンピュータを使って適切な磁石の形状を計算すればよい。 しかし、こうして計算して設計したとおりの磁石を、実際に作るのは難しい。ひとつの方法として射出成形技術を用いるやり方がある。ただし、成形用の金型の作製に時間とコストがかかるため、少量・単品の磁石を作るには向かない。 そこで、もっと簡単な方法として研究チームが着目したのが、3Dプリンタを利用した磁石の成形
東工大・大隅良典栄誉教授「ノーベル賞には格別の重さを感じる」 - 受賞会見挨拶全文
大隅栄誉教授の研究テーマであるオートファジーについての詳細は、今年8月に掲載した弊誌のインタビュー記事をご覧いただきたい。 「日本に必要なのは、社会全体でサイエンスを支えるという意識」- 東工大・大隅良典 栄誉教授 以下、会見での大隅栄誉教授の受賞挨拶全文を掲載する。 大隅良典 栄誉教授 ノーベル賞受賞会見挨拶 本日、夕刻にノーベル委員会から受賞のお知らせをいただきました。もちろん、研究者としてはこの上なき名誉なことだと思っています。ここ数年、思いもかけずいろいろな賞をいただいていますが、ノーベル賞には格別の重さを感じています。ノーベル賞は、少年時代にはまさしく夢だったように記憶しておりますが、実際に研究生活に入ってからは、ノーベル賞は私の意識のまったく外にありました。私は、自分の私的な興味にもとづいて、生命の基本単位である細胞がいかに機能的な存在であるかということに興味を持ち、酵母という
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