ノーマルビュー

名古屋大学と物材機構、エネルギー密度10倍のスゴい「キャパシター」開発

著者: nagazou
2023年5月26日 16:04
名古屋大学の長田実教授と物質・材料研究機構の佐々木高義フェローらは、分子レベルの厚さ(1.5〜3nm)で高い誘電率と絶縁性を備えたナノシートを開発した。この新しいナノシートは、174J/cm3~272J/cm3という世界最高クラスのエネルギー密度を達成しているという(名古屋大学発表[PDF]Nano Letters掲載論文TECH+ニュースイッチ)。

誘電体キャパシタは充電時間が数秒と短く、長寿命、高出力密度といった優れた特性を持つ。しかしエネルギー密度が低く、一度に多くのエネルギーを蓄積できない点が課題となっていた。研究チームが発見した常誘電体ペロブスカイトナノシートは、巨大分極(高誘電率化)と高耐電圧化が同時に実現するというユニークな特性があったことから、今回、蓄電キャパシタ用の誘電体として使用された。実験の結果、1立方センチメートル当たり272ジュールと、従来材料の同10~150ジュールと比べると2から10倍の密度になったとしている。これは、リチウム二次電池や電気二重層キャパシターに匹敵するものだという。

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米国立標準技術研究所、従来より効率的に熱を電気に変換する手法

著者: nagazou
2023年5月25日 15:03
米国立標準技術研究所(NIST)は19日、熱を電気に変換するための新たな手法を開発したと発表した。熱を電気に変換する手法は、1820年初頭にドイツのトーマス・ゼーベック氏が初めて発見したゼーベック効果がしられている。ゼーベック効果は熱エネルギーを電気として再生する上で理想的な仕組みだったが、熱の伝導性を抑える必要性と電気の伝導性を高める必要性があったものの、熱伝導率と電気伝導率は相関することから両立できなかった(NISTリリースPC Watch)。

このコロラド大学のマフムート・フセイン氏らが開発した新たな手法では、ナノピラーで覆われた薄膜構造を用いることで、シリコンシートの電気伝導率を下げることなく、シリコンシートの熱伝導率を21%減少させることに成功したという。この技術が完成すれば、米国内で毎年約1,000億ドルの割合で浪費されている熱エネルギーの一部を回収できる可能性があるとしている。

ogino 曰く、

温度差を電気エネルギーに変えるゼーベック効果は、温度差を維持するためには熱伝導率が低いことが望ましく、電気を効率的に取り出すには電気伝導率が高いことが望ましいが、通常二つの伝導率は相関するので、難しい。
そこでシリコンに窒化ガリウムの「ナノピラー」を生やすことで改善するとのことだが、びっしり覆われていると、どうしてもピラー(柱)ではなく、毛にしか見えない。

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条件によって食虫化する熱帯植物、その条件が明らかに

著者: nagazou
2023年5月24日 08:01
headless 曰く、

ドイツ・ビュルツブルク大学とハノーバー大学の研究チームが熱帯植物 Triphyophyllum peltatum の食虫化条件を特定した (論文Phys.org の記事FOODBEAST の記事)。

西アフリカの熱帯地域原産の Triphyophyllum peltatum は一生のうちに 3 種類の葉を生やす。粘性の高いしずくで小さな虫をとらえて消化吸収する 2 番目の葉は特定の条件で生えると考えられていたが、栽培が難しいことからこれまでその条件を特定することはできなかった。しかし今回、ビュルツブルク大学の研究者が同大植物園での栽培に成功。ハノーバー大学では培地で多数増殖させる方法を開発し、さまざまな条件で食虫化の有無を確認することが可能となった。

その結果、養分としてリンが不足した場合にのみ食虫化することが判明した。原産地の熱帯雨林のやせた土壌で栄養不足を防ぐため、食虫性のある葉を生やすとみられる。この発見は食虫性の起源を調べるため、分子解析が有効であることを示す大きな進歩とのことだ。

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最新車両のヒューマンエラー対策を乗り越えてスマートキーを閉じ込める方法

著者: nagazou
2023年5月23日 15:51
最近の新しい車両のスマートキーでは、鍵を施錠した車内に閉じ込めたためにドアが開かなくなる「インキー」の状態が起きないような仕組みが用意されている。新型「プリウス」の場合は、スマートキーを車内に置き忘れている場合に警告音が鳴るようになっている。しかしくるまのニュースの記事によると、実際にはスマートキーでもロックがかかってしまうケースも起きるそうだ(安全運転補完計画ユズリアイの該当ツイートくるまのニュース)。

このハックは安全運転の知識などを発信する安全運転補完計画ユズリアイが7日にツイートしたもので、最初のシーンでは、スマートキーが車内に置かれていることを認識し、インキーにならないことを実演。続いてのシーンでは、運転席のワンタッチパワーウィンドウで窓を自動で閉めつつドアを閉め、外からロックをかけてから、スマートキーを窓が締まり切る前に室内に放り投げることでインキー状態が発生する様子が動画で公開されている。

このように現代の車両は、スマートキーの普及によりインキーになりにくくなっているが、JAFの2021年度のロードサービスの主な出動理由TOP10には、未だに「キー閉じ込み」が5位にランクインしているとのこと。原因としては、スマートキーの電池切れや何かしらのトラブルで車内からドアロックがかかってしまうなどの事例が考えられるという。

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大阪大学、iPS細胞による心筋シート移植計画の治験完了。2年以内の実用化目指す

著者: nagazou
2023年5月22日 14:02
大阪大学の研究グループは、3年前から進めているiPS細胞から作製した「心筋細胞シート」を重度の心臓病患者へ移植する治験について、計画していた治験内容がすべて完了したと発表した。この治験は大阪大学大学院医学系研究科の澤芳樹特任教授らのグループが進めていたもの。グループは2020年、虚血性心筋症の患者にiPS細胞から作製した心臓の筋肉の細胞シートを移植する治験を世界で初めて実施していた。その後予定していた8症例に対する移植も完了したという。患者の経過はいずれも順調とのことで、研究グループは2年以内の実用化を目指したいとしている(MBSNHK)。

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Apple、発声出来ない人にどに向けたアクセシビリティ新機能を発表

著者: nagazou
2023年5月18日 16:13
Appleは16日、5月の第3木曜日におこなわれる世界各地でアクセシビリティを考える一日「Global Accessibility Awareness Day」にあわせて、今年後半にリリースするアクセシビリティの新機能を発表した。発表された新機能は「Assistive Access」「Live Speech」「Personal Voice」「Point and Speak in Magnifier」で、認知、スピーチ、音声、視覚をサポートするアクセシビリティの新機能となっている(AppleiPhone Maniaマイナビニュース)。

「Assistive Access」は、認識障害のある人がiPhoneやiPadの電話、メッセージ、カメラ、写真、ミュージックなどのアプリを簡単に使えるようにするもので、iPhoneおよびiPadアプリの主な機能を抜き出して、簡単に使えるようにしたものとなっている。「Live Speech」はiPhone、iPad、Macで入力した文字を、電話やFaceTimeの最中、または会話中に音声化することができるというもの。声が出せなくても、家族や友人と音声会話が可能になるそうだ。「Personal Voice」は音声を失いつつあるユーザーが、自分の声と似た音声を作成できる合成音声作成機能。ただし当面は英語のみの対応だという。

「Point and Speak in Magnifier」は、視覚障害者向けの機能で、ハードウェア上のボタンなどに記載された文字をカメラアプリとLiDARスキャナで読み取り、文字認識をかけて読み取る機能。電子レンジの操作パネルを拡大鏡に表示し、指でボタンに触れるとそのボタンに書かれている小さな文字を読み上げてくれるという。日本語、英語、フランス語、イタリア語、ドイツ語、スペイン語、ポルトガル語、中国語、広東語、韓国語、ウクライナ語などをサポートするとしている。

あるAnonymous Coward 曰く、

# 障害を持つ方にとっては非常に大きなニュース

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脳死していない患者の死亡認定の5分後に心臓を再起動。移植用の臓器を摘出

著者: nagazou
2023年5月18日 15:02
一般に臓器移植の多くは、既に脳死した患者や自然死直後の患者など「ヒトとしての死」が認められている人物から行われる。しかし脳死の判定は難しく、条件に合う提供者の数は限られ、結果として移植待ちのリストに登録している人の多くは移植を受けられず亡くなっている。そこで近年「まだ脳死していない患者」から臓器を調達する「DCD(donation after circulatory death)」が注目されるようになってきているという(JTCVSThe Lancetナゾロジー)。

DCDの対象となる患者は脳死状態ではないものの、意識を取り戻す希望もないという状況を指すという。しかし法的には、患者は「生きている」と判定されるため臓器を摘出できない。そこでDCDではまず生命維持装置を停止させ、患者を死のプロセスに導き、心臓の鼓動が5分間停止した状態にもっていく。その後、臓器を取り出していた。しかし、生命維持装置の停止、患者の死亡認定、臓器の摘出、循環装置への接続など、DCDは複雑な過程を経る必要があり、救える臓器と救えない臓器が出てしまうことがあるという。

そこで既存のDCDを改良する「NRP(normothermic regional perfusion)」が登場したそうだ。NRPでは死亡認定後に移植用の臓器をすぐに摘出せず、しばらく体内にまとめて保存する方式がとられる。患者の死亡認定直後に酸素供給と血流を回復させる循環装置に繋がれ、移植用臓器の回復と維持が行われるとしている。

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茶色くならない遺伝子編集バナナ

著者: headless
2023年5月13日 17:58
フィリピン政府が先月、英スタートアップ企業 Tropic Biosciences の茶色くならないバナナを認可したそうだ (The Next Web の記事プレスリリース)。

Tropic によれば、輸出されるバナナの 60% 以上が消費者に届く前にゴミとなっているという。Tropicの茶色くならないバナナは CRISPR や GEiGS などのツールを用いて遺伝子編集したもので、サプライチェーンでの二酸化炭素排出量を 25% 以上減らすことができるとのこと。

フィリピンは東南アジア最大のバナナ生産・輸出国だが、新パナマ病とも呼ばれるパナマ病 TR4 (Tropical Race 4) の影響で世界でのシェアが減少している。Tropic では今後 10 年の間にフィリピンへの導入を計画する複数の重要な製品の一つとして、遺伝子編集によるパナマ病 TR4 に耐性のあるバナナの開発も進めているとのことだ。

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3人の親を持つ子供が英国で誕生。難病の遺伝予防へ核移植

著者: nagazou
2023年5月13日 08:09
英国で遺伝的に3人の親を持つ子どもが誕生したという。この子どもは母系遺伝性の難病"ミトコンドリア病が子に伝わるのを防ぐ目的から、受精卵の「核移植」を実施した(産経新聞)。

ミトコンドリア病は細胞内小器官「ミトコンドリア」の働きが低下することで運動障害などを起こす病気。移植した受精卵には提供女性のDNAを持ったミトコンドリアがあることから、子は結果として遺伝的に3人の親を持つことになったという。2018年に英政府の研究監視機関「ヒト受精・発生学委員会」(HFEA)が移植を初承認、以降、少なくとも30件が承認されているとのこと。日本でも核移植に関してミトコンドリア病研究に限り解禁されているそうだ(読売新聞)。

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JR東日本、運転手が乗務しない「ドライバーレス運転」を2030年代に導入へ

著者: nagazou
2023年5月10日 14:31
JR東日本は9日、運転手が乗務しない「ドライバーレス運転」を2030年代中ごろに導入すると発表した。同社では2021年度に上越新幹線の新潟駅~新潟新幹線車両センター間で回送列車を用いた自動運転の試験を実施している(JR東日本リリース日経新聞)。

この試験などで得られた知見を元に、2020年代末に上越新幹線の新潟駅~新潟新幹線の車両センター間の回送列車で、添乗員が同乗しない「GoA4」レベルの自動運転を目指す。また、2030年代中頃には東京駅~新潟駅の営業列車で添乗員付きの自動運転に相当する「GoA3」レベルの実用化を目指すとしている。

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キューピーと広島大学、アレルギー低減卵の安全性を確認

著者: nagazou
2023年5月2日 16:08
キユーピーは4月26日、広島大学と共同研究として進めてきたアレルギー低減卵に関する成果を発表した。 食物アレルギーの原因食物に関しては、鶏卵が約33%を占め1位。 鶏卵のアレルゲンとなる物質は、卵白に含まれるタンパク質であるオボアルブミン、オボトランスフェリン、オボムコイド、オボムチン、リゾチームなどとされ、オボムコイド以外のタンパク質は熱に弱いため、加熱による対策がしやすかった(キユーピーリリース広島大学発表)。

しかし、オボムコイドは熱にも消化酵素にも強いことから、同社と広島大学はオボムコイドを含まない鶏卵を作出できないか研究をおこない、2020年にラボレベルでの作出に成功していたという。作られた鶏卵はゲノム編集技術を用いたもので、ゲノム編集による副産物や、標的以外へのゲノム編集の影響を解明する作業を広島大学を中心に進めてきた。その結果、ゲノム編集による別の遺伝子の挿入や他の遺伝子への影響も全くないことが明らかとなったとしている。

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はなくそをほじる行為がアルツハイマー病の原因となる可能性。マウス実験で

著者: nagazou
2023年4月28日 18:04
鼻をほじるとアルツハイマー病を発症しやすくなるという研究が発表されたようだ。オーストラリアのグリフィス大学の科学者を中心とする研究チームの研究によると、鼻をほじると内部組織が損傷、細菌が脳に到達しやすくなり、脳は細菌の存在に反応してアルツハイマー病の兆候と似たような反応を示すというデータが得られたのだという(ScienceAlert)。

研究では、マウスと肺炎を引き起こす肺炎クラミジア(Chlamydia pneumoniae)の細菌を使った実験を実施した。この細菌は、遅発性アルツハイマーに罹患した人間の脳の大部分からも発見されているとされる。マウス実験の結果、この細菌が嗅神経を遡上することが実証されたという。さらに鼻腔上皮に損傷があると、神経の感染症が悪化することがわかったとしている。

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NEDOら、油を細胞外に生産する微細藻類の作製に成功

著者: nagazou
2023年4月28日 15:46
国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)と大成建設らは12日、燃料物質である「油」を細胞外に生産する微細藻類の作製に成功したと発表した。微細藻類の一種であるシアノバクテリア(Synechococcus elongatus)の特定遺伝子の発現を抑制・強化することで、細胞内の燃料物質である遊離脂肪酸(FFA:Free Fatty Acid)を効率的に細胞外に生産可能となったという(NEDO)。

今回作製された藻類は、外来遺伝子を含まない非組み換え生物。機能向上により、燃料物質であるFFAを容易に回収できるようになったとのこと。培養した藻類を継続的に燃料生産に活用できるとしている。今後は藻類のFFA生産能力の向上と藻類バイオ燃料製造システムの構築と実証試験を実施する方針だとしている。

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虫が光の周りに集まる理由、背光反射の性質が影響か

著者: nagazou
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虫が光の周りに集まる特性の理由に関しては、実はまだ未解明な部分が多かったそうだ。いくつか有力な仮説はあったものの、どの仮説も実際の昆虫の動きと矛盾していたとされている。今回発表された研究では、素早い虫の動きに追随するためのハイスピードカメラとトラッキングソフトウェアを用意。人工光源に接近した虫たちに何が起こるかを調査した。すると三つの意外な事実が判明したという(bioRxiv論文ナゾロジー)。

一つは下からの光に照らされると、飛行中の虫の背腹がひっくり返った状態になること。これにより、光源に背を向けるような状態になって失速し、墜落していくようになったという。二つ目は虫が光源の下を通過した場合には、光源に背を向けながら急上昇を起こすこともわかった。三つ目として光が虫の横側からあてられた場合、光源の周りをグルグルと周るような動きをした。

この3種類の結果は、虫たちが光源に対して背中を向けようとする過程で引き起こされ、結果的に光源への引き付けにつながっていたとしている。研究者たちは今回の研究で、明るい方向に背中側を向けようとする「背光反射」と呼ばれる虫の性質が影響しているのではないかと考えているそうだ。

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人工知能学会、ChatGPT等への向き合い方に関する声明文を公表

著者: nagazou
2023年4月27日 12:00
人工知能学会は、ChatGPT等の「大規模生成モデル人工知能(AI)」にどう向き合うべきかという声明文を公表した(人工知能学会発表朝日新聞)。

この声明では、「文章の生成や相談事、検索的用途など、実に多彩な使い方ができ、アイデアの創造や効率化などの点で極めて有用性が高いAI」だとする一方、「発展途上の技術であり、社会規範や倫理にそぐわないものを生成する可能性がある」と指摘。「出力をうのみにせず、長所・短所を理解した上で利用することが大切だ」としている。

教育においては「自分で考えることなしに答えのみを教えてもらう用途には利用すべきではない」として、禁止する状況が必要なことも指摘。研究においては、「野心を持ちつつも節度ある研究開発を希望する」とし、論文執筆においては、生成物を丸写しを戒めたりしている。

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五月病の症状の最多は「やる気が起きないこと」、カバヤ食品調べ

著者: nagazou
2023年4月27日 08:03
カバヤ食品が小学生・中学生の保護者を対象に、「5月病に関する調査」を実施したところ、保護者と子どもの両方で5月病の症状として共通して最も多かったのが、“やる気が起きない”という症状。保護者の半数近くは時期に関係なく、日頃から子どものやる気を引き出すことに苦労しているというごく自然な結果になった(カバヤ食品リリース)。

やる気の低下への対処法としては「気分転換に外出」をすることで51.2%が実施している。外出の効果を40.5%が感じたという。行動を起こすと「やる気」が引き出される脳の仕組みが影響していると分析している。一方、子どもの「やる気」を引き出すことに46.3%の保護者が苦労しているという。対処法として「いつもより優しく接する」パターンが多いが、効果を実感できたのは14.3%ほどしかなかったという。一方で「気分転換に外へ連れ出す」は、44.0%と子どもにも高い効果があったとしている。

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高性能な2つを含む24個の目を持つ新種のハコクラゲが見つかる

著者: nagazou
2023年4月26日 14:25
クラゲには、人間や他の生物が持つ脳が存在していない。脳が存在しないため、目で捉えた情報を脳で処理できないものの、わずかな光を捉えて周囲の明暗を感じることはできるらしい。このように脳で情報を処理できないにも関わらず「ハコクラゲ」のように高性能な目を持つ種類が存在するのだそうだ(Zoological Studiesナゾロジー)。

香港浸会大学(HKBU)生物学科が、香港のマイポ自然保護区で24個の目を持つハコクラゲの新種を発見したという。今回発見された「トリペダリア・マイポエンシス(Tripedalia maipoensis)」と名付けられた新種は、この高性能な目を持つによりマイポ自然保護区の濁った水域でもスムーズに泳げるのではないかと推測されている。なお、ハコクラゲは、障害物が多い浅瀬に生息する傾向にあるとのこと。

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ChatGPTでランサムウエアを作成できる方法が存在する

著者: nagazou
2023年4月25日 08:10
ncube2 曰く、

このところ一般マスコミでも連日のように目にするChatGPTであるが、今朝起きたら気になる記事が各新聞社のWEBサイトに載っていた。
例えば静岡新聞の記事によれば、ChatGPTに「ウイルスを作って」と入力しても通常は「倫理的にできません」と回答するが、ある特殊な命令を入力すると数分でランサムウエアが作成されたという。これまで、アンダーグラウンドでウイルス作成ツールが出回っていると言われていたが、こても時代に合わせてクラウド化の波が来たということか。

手元の紙の神奈川新聞によると、ChatGPTの開発元のOpenAIによると「悪用方法の全てを予測できない。実際の使用から学習し、より安全なAIを作る」と表明したそうだ。

ChatGPTの悪用に関してはさまざまな方面で問題視されているが、最近おこなわれたマクニカによるメディア向けの勉強会でも「ChatGPT Jailbreak(脱獄)」の最新手法や、ChatGPTを企業のシステムに組み込んだ際に想定されるリスクなどの話が出ていたようだ。「フィッシングメールに代表されるソーシャルエンジニアリングのための文章作成」と、「マルウェア開発のためのコード生成」などの具体例も出ていた模様(TECH+)。

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CATLのナトリウムイオン電池、世界で初めて量産EVに搭載へ

著者: nagazou
2023年4月22日 06:02
中国CATL(寧徳時代新能源科技)は16日、ナトリウムイオン2次電池(NIB)が、中国の自動車メーカーChery Automobile(奇瑞汽車)のEVに採用されたと発表した(日経クロステック)。

NIBは地球上に豊富に存在するナトリウムをベースにしており、現在主流のリチウムイオン2次電池(LIB)で使用されているリチウムの価格が高騰しても価格的な影響も少ないとみられている。中国では電池メーカー数社が既にNIBの量産を開始済みとされている。今回の発表では奇瑞汽車のEVの車種や発売時期、NIBの搭載容量などは未公表だという。一方でLIBの主要原料である炭酸リチウムの中国でのスポット価格は、大幅に下落中であることから、NIBのLIBに対する価格的な競争力を懸念する見方もある模様。

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佐賀大学、ダイヤモンド半導体を用いた世界初の電子回路開発

著者: nagazou
2023年4月19日 07:03
佐賀大学理工学部の嘉数(かすう)誠教授は17日、世界で初めてダイヤモンドパワー半導体を用いた電子回路の開発に成功したそうだ。半導体の基本動作であるオンとオフを高速で繰り返すスイッチングが可能で、190時間の長時間連続動作でも劣化が見られなかったという(共同通信佐賀新聞KBCニュース)。

今回開発した電子回路は、1億分の1秒を切る時間で切り替えが可能で、これまでの半導体と比べても高速だとしている。またオンとオフ時のるエネルギー損失が低く、効率が高いことも実証したという。ダイヤモンド半導体は長時間動かすと劣化が激しく、実用化は容易ではない」といった指摘も出ていたが、嘉数教授は「佐賀大オリジナルの技術の積み重ねで開発できた」と述べている。今後はメーカーなどと連携し3年後の実用化を目指すとしている。

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