東北大学学校情報

■あらゆる先端技術の基盤である機械工学の基礎を幅広く 機械システムコースでは、機械システムの基本である機械工学を重視しながら、新しい分野を開拓するための基盤となる学力を養います。履修する科目でいうと、数学にはじまり、力学、電磁気学、流体力学、材料力学、計測工学、制御工学、機械設計工学、ナノ加工学 etc. …と実に幅広いのが特徴。機械工学の基礎技術を身につけるために、機械知能・航空実験、機械知能・航空研修、計画及び製図なども実践します。 ■環境に配慮したエネルギーシステムの開発も 太陽エネルギー、風力、水力などの環境適合性に優れたエネルギーシステムの開発分野では、機械システムコースで学ぶ知識と技術が、大いに発揮されることになるでしょう。これらの分野でリーダーとなる科学者や技術者の育成をめざす。それが機械システムコースです。

■ナノ＝10億分の1メートルの世界 物質をナノ（原子や分子）のスケールで展開するために必要な機械工学の基礎を学びます。科目名で言えば機械設計工学、創成学、電子デバイス、破壊力学、トライボロジー（摩擦・摩耗・潤滑）、微小機械加工学、メカノプティクス（光学と機械工学を融合させた分野）などを学びます。 ■幅広い分野で応用される技術 ファインメカニクスコースでは、ナノレベルの機械・加工技術を活用したデバイスや超精密部品などのものづくり、ナノテクノロジーと一体化した材料の研究と開発、それらを総合したマイクロ・ナノ機械やマイクロ・ナノシステムを創り出しています。 ■3 GeV高輝度放射光施設NanoTerasuの活用 国際放射光イノベーション・スマート研究センター（SRIS）の所属教員が協力講座の教員を兼ねています。また、その他の教員もNanoTerasuと密接に連携した研究を展開しています。

■ロボットのための様々な技術が集結 ロボティクスコースでは、人とロボットが協調して作業を行うための研究、分子レベルの部品を設計してナノロボットをつくる研究、災害時に用いるレスキューロボットの開発、高度な画像解析技術に関する研究を進めています。また、次世代ロボットに利用する各種センサの研究、「もの」のインターネット（IoT：Internet of Things）やAIを支えるマイクロ・ナノシステムの研究、それらを利用した先進的なアプリケーションの開発なども行っています。 ■最高の研究・教育環境で未来を創る喜びを ロボティクスコースでは、ロボット技術、マイクロ・ナノシステム技術、画像解析技術、AI技術などを世界的にリードする9名の教授が在籍し、国内で最も充実した教育・研究環境を実現しています。この恵まれた学びの環境で、世界最先端の研究に携わることが可能です。

■⼤空、そして宇宙への夢を現実に 極限状態における気体の流れや、新素材を用いた構造のシミュレーション技術を研究し、新しい航空機や宇宙機の最適なデザインを探求します。また深宇宙探査の主役である自律型の探査ロボット、宇宙ステーションのような大規模な宇宙構造体、宇宙空間に飛び出す宇宙機の新世代推進エンジンなど、最先端の「スペーステクノロジー」を学びます。 ■研究の成果がフライトミッションに直結 教員の多くは、宇宙航空研究開発機構（JAXA）や航空機メーカーと共同研究を行っていて、航空宇宙分野の第一線の研究や航空機開発に協力しています。また、東北大学は「はやぶさ」サンプルリターンなどの宇宙探査プロジェクトにも多数参加している他、独自に小型宇宙機の研究開発・軌道上運用を行っています。このため、各研究室では、次世代の航空機や宇宙機開発に直結した魅力的なテーマの研究が数多く実施されています。

■総合工学を学び、応用力を養成 電子・原子核・原子といった量子レベルの構成単位についての理解を深め、物質との相互作用を理解し、量子レベルの現象とその応用（医療診断・新素材開発等）について学びます。さらに、原子核反応によって生成されるエネルギーを制御して有効に利用している核分裂炉／核融合炉の原理・仕組みについて理解します。すなわち、量子エネルギー工学では、量子レベルの現象を応用までに繋ぐ複数の学問を融合した総合工学について学びます。 ■革新的核融合炉に向けた分割型高温超伝導マグネットへの挑戦 核融合・電磁工学分野の研究室では、革新的核融合炉実現に不可欠となる「分割型高温超伝導マグネット」の研究・開発を進めており、すでに10万アンペアの通電に成功し、このマグネットが実現可能であることを実証しています。現在は、実現に向けた電磁構造・熱流動設計の最適化に向けた研究に取り組んでいます。

■地球と共生できる人類の未来を「工学」の視点から考察 地球環境の保全と、地球環境と調和した社会の発展が強く求められているいま、地球をシステムとしてとらえ、地球と共生できる人類の未来をどのように築くべきか、そのためには何ができるかを「工学」の視点から学びます。クリーンな自然エネルギー（地熱、風力、太陽光等）の開発、水素エネルギーなどの新エネルギーシステムなど、「地球」を舞台に「環境」と「エネルギー」をキーワードに、新たな人類社会を考えます。 ■地球と人類、両者に最適なシステムを研究 地球を理解し、そこに棲む生物や生態系を理解した上で、自然の叡智をどのように技術に取り込んでいくか。また地球を利用するシステムをどのように構築することが地球にとって優しく、人類にとって快適かを研究し、これからの環境社会とエネルギーを考える総合力を養います。

■機械工学をベースに生体・医療を学ぶ 機械・医工学コースでは、医療や福祉に役立つ工学の基礎を学びます。数学・力学・制御をしっかりと身に付けたうえで、生体の構造と機能を、細胞から臓器システムに渡るマルチスケールで理解し、その機械工学との接点を把握して説明できるようになります。 ■拡がる機械・医工学の未来 機械・医工学コースでは、最新の医工学研究に接する機会も豊富に用意されています（講義としては生体医工学など）。研究を通して、医用材料の開発や加工、医用デバイス・機器の開発、医用シミュレーションなどについて、医療技術の進展と合わせて学ぶことができます。機械・医工学コースでの学修と研究活動を通し、健康で安心な社会の実現に不可欠な、“生体・医療に通じた”科学者あるいは技術者を目指します。

■世界の仲間と学ぶ国際共修型英語での⼯学学⼠コース（IMAC-U） 国際機械工学コースは、世界最高水準の研究と教育の場を世界中の若者に提供することを目的に、機械工学分野において日本で初めて学科教育を英語化した工学学位コースで、2011年10月に開講しました。これは日本初となる国際共修工学コースであり、国籍、ジェンダーを問わず、英語を基盤として工学を学ぶことができます。日本語コースと教育内容は同じで、卒業研究は機械知能・航空工学科のうち、機械系5コースの研究室において日本語コースの学生と同一環境で取り組み、英語による指導を受けます。 ■大学院（IMAC-G）も英語工学教育を実現 英語教育は大学院に進学しても連続して受けることができます。海外の一流大学との様々な交流プログラムも充実しており、「世界に開かれた、ワールドリーディングユニバーシティー」としての確固とした基盤を構築しつつあります。

■次世代の電気エネルギーシステムを構築する 応用電気エネルギーシステム研究室では、超電導ケーブルや病院で用いられるMRI装置のための高温超電導コイル、電力／水素貯蔵装置を組み合わせた複合エネルギー貯蔵システムなど、次世代の電気エネルギーシステムの構築を目指した研究を行っています。 ■次世代レジリエント電力システムの実現 電力ネットワークシステム研究室では、出力が不安定な再生可能エネルギー電源でも安定した電力が得られ、さらに災害時にも弾力的にシステム構成を変更できる強靭な「次世代レジリエント電力システム」の研究を行っています。 ■宇宙推進エンジンや核融合発電用イオン源の実現を目指す エネルギー生成システム研究室では、プラズマ物理の理解とその工学的応用を両立しながら、人工衛星・惑星探査機等に用いられる電気推進機や核融合発電に最適なプラズマ源の開発を進めています。

■次世代インターネットを支える超高速・大容量な最先端光通信システムの開発 超高速光通信研究室では、新しい波形の超短光パルスを用いた時分割多重光通信や、無線通信で用いられている変調技術を光通信に応用したデジタルコヒーレント光通信など、次世代光通信を支える先端研究を行っています。 ■ロボットとのコミュニケーションを実現する音声認識・音声合成技術 ヒューマンインターフェース研究室では、私たちの身近にある機械やロボットと音声でコミュニケーションするための音声認識および音声合成技術を中心とした研究を行っています。 ■重要な情報を高精細に伝送するための画像・動画像の高効率符号化技術 画像情報通信工学研究室では、重要な情報を高精細に伝送するための最新の画像認識技術や映像データの圧縮に関する研究を行っています。

■大気圧プラズマのバイオメディカル応用とプラズマを利用したナノデバイス開発 プラズマ理工学研究室では、光と電子デバイスを融合させた次世代高機能光電子デバイスの研究や、大気圧下で発生させたプラズマを用いて薬剤や遺伝子の導入を行う技術、さらには、ジェット状のプラズマを照射することにより、農作物の殺菌や植物の機能を制御する技術などの研究も行っています。 ■先進的な画像デバイス研究 画像電子工学研究室では、ウェアラブルデバイスや車載用ディスプレイなどに応用できる、自由に曲げられるフレキシブルディスプレイを実現するための研究を行っています。 ■高速度・高感度イメージセンサを開発 未来エレクトロニクス基盤創製研究室では、超高速度イメージセンサ、真っ暗闇から明るいところまで一度に撮像できる広ダイナミックレンジセンサ、人の目に見えない波長の光をとらえるイメージセンサなどの研究開発に取り組んでいます。

■低炭素クリーンエネルギーを実現する最新熱電材料と熱電デバイス 機能結晶学研究室では、シリコン化合物の結晶構造を利用した熱電材料や、有機物薄膜を用いたフレキシブルかつ高性能な熱電デバイスの研究に取り組んでいます。 ■理論物理を駆使して未解明な物理現象を解き明かし、新規材料設計を目指す 基礎物性物理学研究室では、超伝導体、冷却原子気体、自動車触媒、永久磁石などを対象とした幅広い研究テーマに対して、理論物理を用いた物質の特性解明や新規材料設計に挑戦しています。 ■数値シミュレーションと実験で、生命を支えるタンパク質の動き原子レベルで解析する 数理物理学研究室では、コンピュータシミュレーションを用いて、タンパク質の動きを原子レベルで解析するとともに、顕微鏡観察などによる実験を行い、医学的・工学的な応用を目指しています。

■知的システムの実現を目指す 知能集積システム学研究室では、医療情報処理システム、知能ロボット、高安全自動車などの知的コンピューティングシステム、そしてバイオインフォマティクス、データ検索などのビッグデータ・大規模計算応用といったスーパーコンピューティングを実現するための、知的なソフトウェアと専用コンピュータについて研究しています。 ■対話システムの開発 自然言語処理学研究室では、機械学習による発話生成と、人間が設計したルールによる応答を組み合わせることで、状況に応じた言葉と知識を使った対話を臨機応変に行える雑談対話システムを開発しています。 ■高速かつ高信頼なアルゴリズムを開発 アルゴリズム論研究室では、実社会からモデル化された様々な問題を、乱数を用いて計算やシミュレーションを行うモンテカルロ法などの数学的なアプローチを用いて高効率に解決するアルゴリズムの開発を行っています。

■最新光技術・デバイスを駆使して無侵襲ヘルスケア・医療診断システムを実現する 医用光工学研究室・通信情報計測学研究室では、光を人体にあてたときに生じる現象を実験で調べるとともに、測定装置を構成する光ファイバなどの開発も行い、実際の分析システムの構築や実証を行っています。 ■最新超音波技術による高解像3D生体イメージング装置開発 医用イメージング研究室では、ナノ秒という短いレーザーパルスを生体に照射した際に発生する超音波を利用した、光音響イメージング装置を開発しています。 ■最新のナノ・バイオデバイスの開発 ナノバイオ医工学研究室・ナノ・バイオ融合分子デバイス研究室では、分子の自己組織化現象を応用してナノスケールの構造体を作製し、複雑な脳神経回路のモデルとなる神経回路を培養皿の中に再構成する研究を行っています。

■3コース一体教育から生まれるオールラウンドプレーヤー 化学・バイオ工学科では、応用化学・化学工学・バイオ工学の3コースが設置され、3年次までは3コースの内容を融合した「一体教育」が行われます。この「一体教育」を通じて、物質の最小構成単位である原子・分子に基づいて物質交換や生体情報を理解し、望む機能を持つ物質を自在に設計・創出し、それらを工業的に生産するためのシステムを開拓する柔軟かつ優れた対応能力を持つ「オールラウンドプレーヤー」を育成します。 ■原子・分子レベルで物質・材料の構造と機能、素反応プロセスを化学する 応用化学コースでは、原子・分子レベルで物質構造を解析し、分子設計に基づく高機能物質・新素材の合成や高感度分析法の開発、資源・エネルギー化学や環境保全技術等に関する研究を実施しています。

■3コース一体教育から生まれるオールラウンドプレーヤー 化学・バイオ工学科では、応用化学・化学工学・バイオ工学の3コースが設置され、3年次までは3コースの内容を融合した「一体教育」が行われます。この「一体教育」を通じて、物質の最小構成単位である原子・分子に基づいて物質交換や生体情報を理解し、望む機能を持つ物質を自在に設計・創出し、それらを工業的に生産するためのシステムを開拓する柔軟かつ優れた対応能力を持つ「オールラウンドプレーヤー」を育成します。 ■持続可能な社会構築を目指し、優れた化学製品を効率良く・環境に優しく製造する「作り方」を開発する 化学工学コースでは、化学に関わる様々な製品を新たに作り出す手法や技術の開発に加え、持続可能な社会の実現に貢献する低エネルギー・高効率の先駆的化学プロセスを創造する研究を実施します。

■3コース一体教育から生まれるオールラウンドプレーヤー 化学・バイオ工学科では、応用化学・化学工学・バイオ工学の3コースが設置され、3年次までは3コースの内容を融合した「一体教育」が行われます。この「一体教育」を通じて、物質の最小構成単位である原子・分子に基づいて物質交換や生体情報を理解し、望む機能を持つ物質を自在に設計・創出し、それらを工業的に生産するためのシステムを開拓する柔軟かつ優れた対応能力を持つ「オールラウンドプレーヤー」を育成します。 ■材料・農業・医療分野を切り拓く新たな「ものづくり」を開発 バイオ工学コースでは、分子の視点から生物の仕組みを解明すると共に、工学ならではの展開として、それらを利用・模倣した物質変換、バイオ医薬品合成、治療システムの開発等の研究を実施しています。

■現代の工業を支える金属素材産業に貢献する研究を 粗金属から不純物を取り除いたり、様々な元素を配合する際の溶融金属内の化学反応（物理化学）、温度や組成の違いがもたらす材料特性の変化を予測する方法（材料組織学）、溶けた金属から精密な形状の製品を造るための伝熱・流体の力学、製造した金属材料の原子構造や組成を分析する結晶回折学や分析科学等を学びます。 ■工業的ニーズに応える製造法、材料開発 自動車用高性能鋼板の製造法をさらに高度化するとともに、環境に配慮した製造法の開発を進めています。また、エンジン製造の中核技術として金属材料の精密鋳物製造技術や、多くの材料製造ノウハウのデータベースにもとづき、様々な工業的ニーズに対応した材料内部微細組織を持つ材料を計算機により予測する方法、宇宙のような極限環境下で使用する超高耐熱・高強度材料を生み出す上で有用な溶融塩・高温融体内材料化学等を究めていきます。

■次世代を見通した機能材料やデバイス技術を開発 金属、セラミックス、半導体の原子構造、電子状態、電気化学反応等を学ぶことによって、熱的性質、電気的性質、磁気的性質、機械的強度、耐食性といった物性の生まれる仕組みを理解し、様々な固体材料、たとえば電子デバイス、磁気デバイス、光デバイス、熱関連デバイス、燃料電池等のエネルギー材料等に応用するための基礎を学びます。 ■材料の物理的・化学的性質を追求 材料の高耐久性・高耐腐食性の表面処理技術の開発、高温高圧下で使用できる高性能電気化学センサーの開発、電気自動車などに必要とされる高性能永久磁石材料の開発、次世代エレクトロニクスを支えるスピントロニクスデバイスの開発、次世代電子工学や未知の分析技術に応用できるテラヘルツの技術開発、次世代エネルギーとして注目される水素エネルギー利用のための材料技術開発などを究めようとしています。

■工業製品を材料の視点から研究 工業製品の材料の特徴を活かし組み合わせて使う材料設計手法や、材料を機械部品や使用しやすい板材や線材にする加工技術、マイクロスケールの加工技術、医療応用や生体の筋肉等に学ぶ新材料の開発に結びつく科目を学びます。 ■新しい接合技術、材料設計技術、可視化計測技術などを開発 過酷な使用条件に耐え、工業製品の寿命と信頼性を高める高強度・高耐久性の新接合技術の研究や、極低温、宇宙環境等の特殊な環境向けに、性質の異なる材料を適切に複合化する計算機による材料設計技術の研究を進めています。材料内部の見えない欠陥は製品の寿命や信頼性を低下させるので、超音波を使った可視化計測技術を研究しています。医療用の高耐久性の生体埋め込み金属材料の研究を進めています。また、生体の筋肉はすぐれたマイクロ・ナノスケールの動力源なので、この動作機構の研究を通して新材料への応用を研究しています。

■省資源・省エネルギー型の材料製造技術、リサイクル技術を学習 21世紀には、省資源・省エネルギー型の材料製造技術、リサイクル技術、地球環境への負荷の小さい材料、材料の全ライフサイクルにわたる環境負荷評価技術の開発が求められています。材料環境学コースでは、これらの技術を開発し、持続可能な発展を実現するために必要な材料工学の基礎を学びます。 ■材料製造技術、リサイクル技術、環境負荷評価技術を開発 持続可能な発展を実現するために、次のような技術を究めようとしています。材料製造プロセスの環境負荷を減らす技術、素材のリサイクルに必要な新技術、リサイクルしやすい素材の設計、効率の高いエンジンに必要な高温材料、軽量で耐久性の高い輸送機器材料、生態環境適合材料や環境負荷の少ないバイオミネラルの開発、工業製品の環境への影響を評価する方法、環境負荷物質の無害化技術、環境負荷物質の国家間フローなどです。

生活を支える社会基盤施設を合理的に実現する 社会基盤デザインコースでは、社会を支える道路や橋、鉄道や空港を安全に永く利用し続けられるための研究・開発を行っています。 社会基盤デザインコースのカリキュラムでは、材料（コンクリート・土・鋼など）の力学と、構造（アーチや吊橋など）の力学に加え、変形できる物体（連続体）の力学を基礎としています。それをコンピュータに組み込む方法を学び、結果を正しく判断して応用できるような科目が提供されています。また、実際の挙動を実感するために、実物のミニチュアで挙動や強さの特性を観察したり、日本最大の重要作用である地震について振動の力学を学びます。いずれも、目の前で起こる現象の物理をモデル化して数学で記述した上で、コンピュータにシミュレーションをさせるか、より現実に近い実験で模擬的な挙動を観察するというプロセスを経て、問題に対処するための方法論を身に付けます。

■人の命と生活を守る 水環境を取り巻く問題を理解するために、基礎理論から応用まで多くの事項について、網羅的に指導するカリキュラムが用意されています。化学や生物に精通していなくとも基本的な事項から指導するので心配はいりません。水の流れを知るための水理学や水質のメカニズムを知るための水質工学、生物の働きを知るための生態工学は簡単な物理、化学、生物の法則で構築されています。その後、海岸海洋工学や水道工学、地球環境工学などの応用分野へと発展します。総合的な体系、例えば治水、利水、親水や上下水道の役割を全て理解して初めて流域の環境をデザインできます。 ■演習や実験を行い、将来の社会活動に生かす フィールド調査演習では、観測立案、準備、交渉、実施、解析、レポートの作成、発表を通して、マネジメント能力、プレゼンテーション能力、執筆能力を高め、社会での実践力を鍛えます。

■エンジニア、アナリスト、プランナーへ 都市システム計画コースでは、社会経済システム、交通システム、システム論の三つをカリキュラムの核とし、地域・都市計画、景観といった講義の他、実践的な計画演習までが、カリキュラムに組み込まれています。また、3〜5セメスターにかけ、幅広く土木工学全般を修得するカリキュラムを組んでいます。 ■「複雑性」と「混沌」の地平 都市システム計画コースでは、世界最先端の理論を駆使し都市の複雑性を読み解き、表現しようとする抽象研究から、実践での経験、蓄積をもとに混沌たる都市に立ち向かう具象研究まで幅広く行われています。例えば抽象研究としては、「不確実性下の意思決定」「都市の理論モデル」「最適制御」といったテーマが、具象研究としては、「便益計測」，「環境政策分析」「リサイクルシステム」「産業・貿易システム」「公共交通システム」「都市景観」などが主なテーマです。

■魅力的な都市や使いやすい建築をデザインする設計方法を学ぶ 都市・建築デザインコースでは、将来、様々な分野で優れたデザイン提案をおこない、実現するための、必要な知識や技術を基礎から学ぶ機会を提供し、第一線のアーキテクトとして活躍する人材育成を目指しています。 ■幅広い建築学の分野をカバーする講座 「都市・建築デザインコース」および「都市・建築学コース」には、『よりよい都市・建築』を創造する人を育てるために、高度なデザイン力を身につける「都市・建築デザイン学」、人間活動と空間特性との関連において合理的な空間の実現を目指す「都市・建築計画学」、建築の安全性・生産性を追究する「建築構造工学」、最小の環境負荷で健康快適な空間を実現する環境や材料、施工を研究する「サステナブル空間構成学」などを研究する講座があり、多彩かつ高度な知識とその応用力を身につけることができます。

■より良い建築や都市の創造を目指す 都市・建築学コースは、安全性を追求する構造学、健康や快適性を追求する環境工学、耐久性を追求する材料学、デザインの基礎となる建築計画学、都市計画学、建築史学など、様々な分野の基礎から最先端の知見までを幅広く体系的に学ぶ機会を提供しています。 ■幅広い建築学の分野をカバーする講座 「都市・建築デザインコース」および「都市・建築学コース」には、『よりよい都市・建築』を創造する人を育てるために、高度なデザイン力を身につける「都市・建築デザイン学」、人間活動と空間特性との関連において合理的な空間の実現を目指す「都市・建築計画学」、建築の安全性・生産性を追究する「建築構造工学」、最小の環境負荷で健康快適な空間を実現する環境や材料、施工を研究する「サステナブル空間構成学」などを研究する講座があり、多彩かつ高度な知識とその応用力を身につけることができます。