オーストラリアのニューサウスウェールズ大学は2024年5月7日、超音波を使って、味を損なうことなくコールドブリュー（低温抽出）コーヒーを3分以内で作る方法を開発したと発表した。この研究についての論文は『Ultrasonics Sonochemistry』に掲載されている。 ホットコーヒーと比べて、滑らかで酸味や苦みが少ないコールドブリューコーヒーを好む人は少なくない。しかし、冷水でゆっくりと風味を抽出するのには12時間から24時間かかるため、飲みたい時に手軽に用意できないのが難点だった。 研究チームは、コールドブリューの抽出プロセスをスピードアップすることを目指し、挽いたコーヒー豆の抽出を早めるために超音波リアクターを使用する手法を開発した。具体的には、既存のBrevilleのエスプレッソマシンに、研究チームが特許を持つ独自の音波伝達システムを搭載。ボルトで固定された変換器を、金属のホーン

細菌は脳や神経系を持たないが、その体験から記憶のようなものを作り、数世代にわたって受け継いでいることが明らかとなった。テキサス大学オースティン校の研究チームによると、この記憶の分子的基盤は、細胞内の鉄の濃度だという。今回の発見は、細菌による感染症の予防や対策、抗生物質耐性菌の課題解決に応用できる可能性があるという。研究成果は、『米国科学アカデミー紀要（PNAS）』に2023年11月21日付で公開されている。 これまでに、スウォーミング（細菌が群れを形成し、べん毛によって集団として表面を移動すること）を経験した細菌は、その後のスウォーミング効率が向上することが知られている。細菌にはニューロンやシナプスのような神経系はないため、その記憶は私たちの記憶とは異なり、コンピューターに保存された情報に似ている。 「細菌は脳を持っていませんが、環境から情報を収集することができます。そして、その環境に頻繁

目の網膜を模倣した、インテリジェントバイオチップが開発された。この研究成果は、独ユーリッヒ研究センターをはじめとする、複数の研究機関の国際チームによるもので、2023年11月2日付の『Nature Communications』誌に掲載された。 SFのみならず、我々の現実世界も、人体にチップなどの人工的な機能を融合させる「サイボーグ化」に向けて踏み出している。例えば、不整脈を補正するペースメーカーや、聴力を補完する人工内耳、視力の弱った人が光を取り戻すための網膜インプラントなどがある。 開発された有機半導体のチップは、網膜のインプラントを加速する可能性がある。人間の視覚システムは、多数の「光受容体」が受けた光の量から、脳が像を作り出す。このチップは、降り注いだ光を定量化して認識し、視覚情報を扱う「視覚路」の模倣に利用できる。 もともと、人体の細胞は、特定のプロセスを制御したり情報を交換した

米Intelは2023年9月18日、2020年代末に向けたガラス基板の商業化の進捗状況を発表した。同社によれば、ガラス基板は「次世代の半導体にとって実行可能で不可欠な次のステップ」であり、より多くのトランジスタをパッケージ内に実装することを可能にするという。 Intelは10年以上にわたって、従来の有機基板に代わるガラス基板の信頼性を研究し、評価してきた。1990年代にセラミック材料から有機材料へのパッケージ移行で業界をリードし、業界初のアクティブ3D積層テクノロジーである、高度な組み込みダイ・パッケージング技術を発明するなど、次世代パッケージングを実現してきた長い歴史がある。 同社によれば、有機材料を使用したシリコン・パッケージは、より多くの電力を消費し、収縮や反りなどの制限がある。2030年末までにトランジスタの実装を拡張できる限界に達する可能性が高いと述べている。これに対してガラス基

豪シドニー大学の科学者たちは、量子コンピューターを用いて、化学反応における重要な過程の進行速度を1000億分の1に減速させることで、直接観察することに初めて成功した。この研究は2023年8月28日付で『Nature Chemistry』誌に掲載された。 植物が太陽からエネルギーを得る光合成のような光化学反応では、分子は超高速でエネルギーを伝達し、「円錐交差」として知られるエネルギー交換領域を形成する。円錐交差は化学において重要な概念であり、光合成や人間の視覚における集光といった高速の光化学過程に不可欠なものだ。 自然界では、すべての過程がフェムト秒（1000兆分の1秒）以内に終わる。化学者たちは、1950年代から化学力学におけるこの幾何学的過程を直接観察しようとしてきたが、非常に速く進行し、完了までの時間が極度に短いため、その過程を直接観察することはできなかった。 今回、理論化学と実験量子

マサチューセッツ工科大学（MIT）の研究チームが、切り紙を応用して軽量かつ丈夫な構造体を製作した。日本の切り紙の技法で作られた丈夫な金属格子は、コルクよりも軽く、カスタマイズ可能な機械特性を持つという。 同研究成果は、2023年8月20日～23日にボストンで開催されたアメリカ機械学会IDETC-CIE 2023で発表された。 研究チームは、ミウラ折りとして知られる折り紙の折り目パターンに切り目を入れる技術を用いて、3Dプリントで製造できる規模より大きい、プレート格子として知られる高性能構造体の製造法を開発した。 同手法を用いて作製したアルミニウム構造体は、1平方メートル当たりの重量90kgと軽量でありながら、62kN以上の圧縮強度を持ち、一般的なアルミニウム波板の3倍の力に耐えた。さらに、同手法は、折り畳みや切断するパターンによって、剛性と強度、曲げ弾性率などの特定の機械特性を調整できる。

2023-8-3 技術ニュース, 機械系, 海外ニュース 2ストロークエンジン, 4ストロークエンジン, cam-tracks, e-REX, INNengine, エンジン, カムシャフト, ガソリン, クランクシャフト, シリンダーヘッド, シリンダー（燃焼筒）, バルブ, ピストン, レシプロエンジン, レンジ・エクステンダー, 回転運動, 学術, 対向ピストン, 往復運動, 軽油, １ストロークエンジン ガソリンや軽油などの燃料を空気と混合して燃焼させるエンジンは、吸気／圧縮／燃焼／排気の4つの行程を繰り返す内燃機関だ。大半のエンジンは、4つの行程を通してシリンダー（燃焼筒）の中をピストンが上下する往復運動を、回転運動に変えて出力する「レシプロエンジン」と呼ばれるものだ。 そのうち、出力軸が2回転、すなわち1個のピストンが2往復＝4ストロークして4行程を完了するものを、「4ストロー

元玩具デザイナ―でYouTuberのJames Bruton氏が2023年6月13日、3Dプリンターを使用して映画「スターウォーズ」で登場する「AT-AT ウォーカー」のレプリカを製作し、自身のYouTubeチャンネルで公開した。 AT-AT ウォーカーは、スターウォーズシリーズ初期の作品に帝国地上軍の戦力として登場する四足歩行戦闘ビークルだ。ユニークな外見から玩具としての人気もあり、歩行できる玩具も海外のメーカーから発売されている。 しかし、自立歩行するロボットを幅広く製作してきたBruton氏からすれば、従来の玩具は上手く歩行できておらず、足を引きずっているだけだという。犬などを模した四足歩行ロボットの足先がとがっていて不安定になりやすいのに比べ、AT-AT ウォーカーは接地面積の大きい平行四辺形の足を持つことがメリットになるという。 同氏は、3Dプリンターを使用し、脚などを含むパーツ

Disney Parks公式YouTubeチャンネルは、2023年6月9日、Walt Disney Imagineering Research & Developmentが開発しているフリーローミング・ロボットのプレイテストを開始したと公表し、話題となった。 このロボットは、映画『ガーディアンズ・オブ・ギャラクシー：リミックス』に登場するキャラクターのベビー・グルートを再現したもので、動画では観客の前でロボットが話したり、踊ったり、感情を表現したりする様子を見ることができる。 動画の中で、Walt Disney Imagineering Research & Developmentのエグゼクティブ研究開発イマジニアであるJoel Peavy氏は、「私たちはストーリーテリングの会社なので、可能な限り本物の方法でキャラクターに命を吹き込みたいと考えています。私たちにとって、それはコンパクトなプ

カナダの12年生（16-17歳。日本の高校3年生に相当）のAaryan Harshith氏は、光でがん組織と正常組織を判別するデバイス「LightIR」を発明し、「Canada Wide Science Fair 2023」において銀賞を獲得した。 Harshith氏によると、手術はがんの主要な治療の一つだが、半分近くが失敗するという。なぜなら外科医が、目に見えない微小ながんを取り切れずに患者の体に残ってしまうからだ。取り除けなかった微小ながんは、手術が必要な腫瘍へと再び増殖するおそれがある。現状では、患者の組織検体を顕微鏡で解析し、がん細胞が患者に残っているかを判断している。しかし、この検査は結果が出るまでに数週間かかることもあり、残存がんのある患者は再手術が必要になる。 LightIRは、外科医が手術の現場で残存がんの有無を瞬時に識別し、目に見えないがん細胞を除去することができる携帯型

名古屋大学は2023年5月22日、高い近赤外反射性能を持つ新しい透明導電体ナノシートを発見し、これをガラス上にコートすることで、世界最高性能の近赤外反射率53%と遮熱効果を示す、日射遮蔽膜の開発に成功したと発表した。 優れた近赤外光遮蔽性能と可視光透過性を併せ持つ日射遮蔽膜（近赤外遮蔽膜）は、可視光を取り込みながら太陽光の熱源となる近赤外光を効率的にカットできる。このため同大学によると、建築物の空調を省エネルギー化できる素材として、その重要性が高まっている。 従来日射遮蔽膜には、錫ドープ酸化インジウム（ITO）などの酸化物透明導電体薄膜が利用されてきたが、希少金属利用による資源リスクや、製造コストに課題があった。また、遮蔽特性を向上させようとすると可視光透過性が低下するという、トレードオフ関係が課題となっていた。 同大学では以前からナノシートをベースとした透明導電体の開発および光学薄膜応用

カリフォルニア大学ロスアンゼルス校（UCLA）サミュエリ工学部のエンジニアは、フルサイズの人型ロボット「ARTEMIS (Advanced Robotic Technology for Enhanced Mobility and Improved Stability）」を完成させた。 同大によると、ARTEMISは2023年7月にフランスのボルドーで開催されるロボカップサッカーに出場する予定だ。ロボカップは、人の操作によって動くのではなく、自分で考えて動く自律移動型ロボットによる競技会だ。日本の研究者らが提唱し、1997年の第1回世界大会から毎年開催されており、「西暦2050年までに、サッカーの世界チャンピオンチームに勝てる、自律移動のヒューマノイドロボットのチームを作る」ことを目指している。 ARTEMISは、UCLAのロボット研究所の研究者が、不整地での二足歩行に着目して開発した汎用ヒ

IHIは2023年4月17日、IHI建材工業、横浜国立大学およびアドバンエンジと共同で、セメントを用いずにセメントコンクリートと同レベルの強度特性を有するジオポリマーコンクリート「セメノン」を開発したと発表した。 IHIの発表によると、セメノンは既存のセメントコンクリートと比較して、製造工程でのCO2排出量を最大で約80％削減できるという。セメントコンクリートでは、セメント製造時の高温焼成で多くのCO2が排出されるが、セメノンはセメントを用いないためCO2排出量を抑えることが可能となった。 また、セメノンは、アルミナシリカ粉末にカルシウム成分をほとんど含まないメタカオリンを用いている。このため、既存のセメントコンクリートと比較して耐酸性が約15倍高くなった。下水道施設や温泉施設といった酸性環境下において、構造物の使用期間を延長できる。 加えて、緻密な微細構造を有しているため、水などの物質侵

イギリスのノッティンガム・トレント大学およびオーストラリアのニューサウスウェールズ大学キャンベラ校とオーストラリア国立大学の共同研究チームが、人工的に光学特性を制御したメタサーフェスを活用して、液晶ディスプレイよりも薄く高解像度で消費電力も小さい次世代ディスプレイを実現する手法を考案した。内径100nm以下の微細孔を350nm間隔で配列した、アモルファスシリコンから成るメタサーフェス・ピクセルの光学特性を、ITO（酸化インジウムスズ）透明導電膜の熱光学効果に基づく局所急速加熱によって高速に電子信号制御するもので、液晶を超える次世代型フラットディスプレイに利用できると期待される。研究成果が、2023年2月22日に『Light: Science and Applications』誌に公開されている。 テレビやモニターなどのディスプレイにおいては、製造コストや寿命、消費電力に優れた液晶ディスプレ

ケンブリッジ大学の研究チームは、太陽エネルギーだけを用いて、プラスチックゴミと温室効果ガスを有用で価値のある化学物質に変換するシステムを開発した。研究成果は、『Nature Synthesis』誌に2023年1月9日付で公開されている。 太陽光を利用してプラスチックゴミや温室効果ガスを削減するリサイクル技術が期待されているが、同時にこの2種類に対応する技術はこれまでにないという。研究チームが開発した技術は、1つのリアクターで二酸化炭素とプラスチックをさまざまな産業分野で役立つ物質に変換する。リアクターは、プラスチック用と温室効果ガス用の2つのコンパートメントが統合されたもので、シリコンに代わる次世代太陽電池として期待されるペロブスカイトをベースにした光吸収体を用いている。反応は、常温常圧の条件下で進む。 今回の実験ではまず、二酸化炭素を合成ガスに、ペットボトルを化粧品業界で利用されているグ

スタートアップ企業の米EarthGridは、YouTubeチャンネル「EarthGrid PBC」と同社のWebサイトで、開発中の「プラズマ式トンネル掘削ロボット」を公表している。 この掘削ロボットは、創業者のTroy Helming氏が発明し、特許を取得している。独自の掘削機構は、電気と気流から作られたプラズマを使用する。最高で摂氏2万7千度のプルーム（煙流）を発生させ、岩盤を破砕する。ボーリング速度は1日あたり1kmで、コストは1kmあたり30万ドル（約4千万円）だ。これらは、従来工法と比較してボーリング速度が100倍、コストは98％の低減になる。 既存の掘削機と比較すると、ドリルビットやカッターヘッドを毎日何度も交換する必要がなく、エネルギー消費量が少ない。ロボット化により必要な作業員数が大幅に減るほか、掘削泥や薬品を廃棄する必要がなく、廃棄物を道路やコンクリートの製造に転用できるな

YouTubeチャンネル「SPE」が、ループ状のチェーンとスプロケットを使ったユニークな機械時計の動画を公開した。 時計は、分刻みで表示が切り替わる12時間計で、3本のチェーンとスプロケット、各チェーンを駆動する3個のステッピングモーター、分数を制御する電気回路で構成されているようだ。 画面左から1本目のチェーンには、時刻を示す1から12の文字盤、2本目には、分の十の位を示す0から5の文字盤、そして3本目には、分の1の位を示す0から9の文字盤を等間隔に配置している。 動画では、時刻11:58～12:02の機械時計のユニークな動きが確認できる。11:58～11:59では、3本目のチェーンだけが動き、文字盤が8から9に移動、11:59～12:00では、3本目の文字盤が9から0に移動する途中で2本目のチェーンを駆動するモーターが作動する。2本目の文字盤が5から0になると、時刻を示す1本目のチェー

イギリスのAI企業DeepMindとスイス連邦工科大学ローザンヌ校（EPFL）は、AI技術のひとつ「深層強化学習」を利用して、核融合炉内の高温プラズマの位置と形状を制御する方法を開発した。EPFLのスイスプラズマセンター（SPC）が保有する可変構成トカマク（TCV）装置を使って、その効果を実証している。研究結果は、2022年2月16日付けの『Nature』に掲載されている。 世界的なエネルギー問題を解決するために、クリーンで尽きることのないエネルギー源が求められている。その候補の1つが核融合だ。恒星の中心で起こる核融合反応を地球上で再現するため、強力な磁場を使って、非常に高温のプラズマをドーナツ型の真空容器に閉じ込めたトカマク型の実験炉が各地で開発されている。SPCのTCVは、19個の磁気コイルを使ってプラズマの構成を変えられる装置だ。 この高温プラズマは本質的に不安定で、核融合プロセスを