100万フレーム/秒（FPS）を超える速度を持つ高速撮像は、科学・工学分野において一瞬の現象を捉えるための貴重な研究ツールとなっています。しかし、この速度を実現するにはトレードオフが伴います。ほとんどの高速カメラは、最大ギガピクセル/秒（Gpx/秒）のスループットを達成するように設計されており、フレームレートと解像度のトレードオフ関係にあります。例えば、25 Gpx/秒のカメラでは、1280×800ピクセルの解像度で25,700 FPS、より小さい1280×720ピクセルの解像度で28,500 FPSを達成できます。どちらの組み合わせもスループットはほぼ同じです。100万FPSのような超高速フ

二つの技術を融合したハイフネート型分析装置 顕微分光光度計は、光学顕微鏡の拡大機能とUV-Vis-NIR分光光度計の分析機能を融合したハイフネート型機器。深紫外から近赤外まで、マイクロメートルオーダーの微小試料領域の分子スペクトル測定が可能。吸収、反射、発光（蛍光・光ルミネセンス）スペクトル測定、専用アルゴリズム併用で薄膜厚測定・微小試料色度計としても機能。 顕微分光光度計を選ぶ理由 サブミクロン領域からスペクトル取得 微量試料（固体/液体）で測定可能 前処理不要・最小限で多くの試料に対応 分光光度計は広スペクトル範囲、照明変動補正、各波長帯強度測定可能で色比較精度が視覚観察より高い 従来

自動車と航空宇宙、それぞれのテスト現場の実情 自動車電子化急加速でサブアセンブリテストが高難度化。航空宇宙は長寿命・高信頼性・過酷環境耐性要件で独自のテストニーズ。モジュラー信号スイッチング・シミュレーション・ソフトウェア提供の Pickering Interfaces CEO キース・ムーア氏に、両分野の課題と同社ソリューションを訊いた。 宇宙 vs 自動車：テスト市場の決定的違い 信頼性の重みが違う。飛行体失敗コストは極大、地上支援システム含め極限温度・振動等あらゆる事態を検証する膨大な努力が必要。バーンインテストも徹底的（飛行体・地上設備とも）。Pickeringの商用LXI/PXI製

筋電図（EMG）の限界を磁気マイクロメトリ（MM）で突破 義肢装着者の最大課題は自然な肢運動と同等の制御。主流の筋電図（EMG）は筋電気活動のみ計測、筋長・収縮速度不明で制御限界あり。表面電極は低精度、埋込電極は侵襲的・高コストながらやや高精度止まり。 磁気マイクロメトリ（MM）の原理 切断残存筋（残肢）に微小磁性ビーズ対を埋込 ビーズ間相対変位測定で筋収縮量・収縮速度を直接算出 ミリ秒オーダーでバイオニック義肢へフィードバック 制御システムへの統合 筋収縮データ→コンピュータモデルでファントム肢（幻肢）空間位置予測→義肢関節目標位置・速度算出→シンプルロボットコントローラで関節制御。

人間の指先3000個触覚受容器に迫る義手センサ 人間指先には3000個以上の圧力受容器。物体操作に触覚フィードバック必須だが、現存高機能義手も「触覚」欠如で物体落下・破損リスク。自然な義手インターフェース実現へ、液体金属伸縮触覚センサを義手指先に搭載。 液体金属センサの優位性 シリコーン系エラストマー封入で、従来センサ比： 高電気伝導度 高コンプライアンス（柔軟追従性） 柔軟性・伸縮性 この階層的多指触覚統合で人工手に高次知能付与可能。 実験：テクスチャ・速度識別タスク 義手個別指先で、異なるテクスチャ（溝間距離のみ変数の4種）上を多様な速度で滑らせる 4機械学習アルゴリズム（KNN

東京理科大開発：尿そのものを電源にするおむつセンサ 東京理科大学（TUS）志田チームが、尿中グルコースを燃料とするバイオ燃料電池で自給電するおむつセンサを開発。グルコース濃度を無線送信し、尿有無も通知。糖尿病予防と介護負担大幅軽減を同時に実現。 背景：ウェアラブルバイオセンサの可能性と電源問題 尿糖は血糖の間接指標で、採血不要のバイオマーカー。高齢・長期療養患者のおむつにセンサ内蔵で遠隔監視可能だが、センサ・送信機には電源必須。おむつへの電池搭載は環境・実用両面で疑問符。 解決策：紙ベースバイオ燃料電池 酸化還元反応対で、尿中グルコース量に比例した電力出力。設計鍵は「少量尿で十分な電力」と

世界最小単一チップシステム：ダニサイズの完全機能電子回路 コロンビア大学工学部が開発した体積 0.1 mm³ 未満の単一チップシステムは、顕微鏡でしか見えないダニサイズ。注射器で体内注入可能なインプラントチップへの道を開く。 従来インプラント電子デバイスの課題 生体信号監視・生理機能支援・疾病治療で医療変革中だが、従来品は複数チップ・パッケージ・配線・外部トランスデューサ・バッテリ必要で体積効率極めて悪い。電子部品の更なる集積化（チップオンチップ）が趨勢。 超音波で給電・通信のブレイクスルー このサイズでは従来RF通信不可（電磁波波長がデバイスサイズ対比巨大）。超音波は光速より音速が遥かに

共振器を「後付け」から「材料一体化」へ 共振器はバネ的振動で振動を制御・変換するデバイス。車マフラー騒音低減、橋梁・建物の騒音・振動抑制等に用いられる。従来研究は既存構造・部品への「後付け」が主流。新研究で材料に直接共振器を切り込む（内蔵）構造が、振動伝播抑制に有効と判明。 実験手法と結果 矩形アクリル板に共振器を直接切削 固定条件変化：強固クランプ、空中吊り、支持点保持 機械式ハンマーで衝撃、振動力測定 無加工板を対照 結果：無加工板より内蔵共振器板で振動伝播距離が短縮。共振器が板のたわみ・振動吸収を助ける。固定条件によらず振動吸収効果発揮。 実用応用イメージ 防音壁：壁材内部に

見えない紫外線リスクを個人レベルで可視化 目に見えないUV（紫外線）は環境に満ち、過剰曝露は皮膚がん・光老化を招く。天気予報のUV指数は概略値。Tシャツや腕時計型などウェアラブルデバイスで個人の一日中の実紫外線曝露を監視できれば、より正確で実用的な日焼け防止ガイドになる。 NTU開発フレキシブルUVセンサの突出した性能 既存センサ比 応答性 25 倍、感度 330 倍 で、光エレクトロニクス用途要求水準をクリア。 GaN系UVセンサの課題とブレイクスルー 窒化ガリウム（GaN）は発光・制御・伝送・検知特性に優れUVセンサ理想材料だが、従来は剛性基板上作製でフレキシブル/ウェアラブル不向き。

高分子・複合材進展と低温用途ニーズに応える測定技術 ポリマー・複合材の進歩と常温以下用途の産業ニーズ拡大に伴い、実効熱伝導率を含む正確な熱性能データが必須に。NASAケネディ宇宙センターが開発したMacroflash Cupは、液体窒素を直接熱量計として用い、77 K 〜 373 K（-196°C 〜 100°C）の広温度範囲、常圧環境下で材料熱性能測定可能。 規格準拠と適用範囲 ASTM C1774（Annex A4）準拠 コスト効率良く実環境代表的データ取得 エネルギー、輸送、建設、環境分野の研究・品質管理・設計に対応 固体・発泡体・粉末、均質・積層構成問わず測定可能 測定仕様

Wi-Fi・マイクロ波等の環境電波を電力源に 電子レンジからWi-Fiまで、環境に満ちる電波は消費エネルギーの信号であると同時にエネルギー源そのもの。研究者たちが電波からエネルギーを収集し、ウェアラブルデバイス駆動する手法を開発。 既存電源の限界 太陽光：日光照射時のみ 摩擦帯電デバイス：身体動作時のみ 開発システム：伸縮広帯域ダイポールアンテナ＋レクテナ アンテナ：導電性グラフェン上に金属被覆した2本の伸縮金属アンテナ統合。広帯域設計で伸縮・曲げ・ねじれでも周波数機能維持 整流回路：伸縮可能整流回路接続でレクテナ（整流アンテナ）化、電磁波→電力変換 用途：無線デバイス駆動、バッテリ

次世代自律技術向けリアルタイム3Dモーショントラッキングシステム 透明ナノスケール高感度グラフェン光検出器と高度ニューラルネット手法を融合し、将来的に自律技術の LiDAR とカメラを置き換える可能性を秘めたシステムを開発。 透明グラフェン光検出器スタック 光吸収率約 10% に調整 → ほぼ透明化 グラフェンの高感度で10%吸収でも画像再構成に十分 複数層をスタック配置 → コンパクト、各層が異なる焦点面担当 → 3D撮像実現 リアルタイムモーショントラッキングへの挑戦 物体位置・姿勢特定が必須。従来は LiDAR、ライトフィールドカメラ、メタマテリアル、複数カメラ等だが制約大。ハー

屋外PV技術を屋内へ：建物エネルギー効率向上とIoT無電源化 屋根設置PVは太陽光発電だが、室内導入で建物効率向上と、火災報知機・カメラ・温度センサ等の無線スマートデバイス無電源化が可能。 室内光発電の実証アプローチ 異素材小型モジュラPVデバイスの室内充電能力をテスト、最低効率のシリコンモジュールを無線温度センサ接続。LED照明のみでセンサ消費電力以上を供給し、照明点灯中は電池交換・充電不要で連続駆動可能を実証。 素材別性能比較 一般建物は昼間は太陽光＋人工光、夜は人工光のみ。LED等室内光源は太陽光よりスペクトル狭く、素材により捕捉効率差大。テスト環境：白色LED 1000 lux（明

廃棄リグニンを高付加価値化学品へ転換 研究チームが微生物をバイオエンジニアリングし、廃棄物からイタコン酸（プラスチック・塗料原料の工業化学品）を効率生産することに成功。 従来法との違い 既存法：菌類が高純度糖を原料（高コスト）。 新手法：バイオリファイナリー・製紙工場廃棄物リグニンを原料にシュードモナス・プティダを培養、低コスト化を実現。 鍵：動的制御で増殖期と生産期を分離 窒素源（増殖燃料）枯渇を検知するバイオセンサを設計・導入。微生物が全窒素消費後にのみイタコン酸生産代謝経路を活性化。これにより効率的生産が可能に。 成果と展望 1株で理論収率の 約 90% 達成（生産期）、更なる最

UAS高密度運用の課題解決へ：Fe³（Flexible engine for Fast time evaluation of Flight environments） 無人航空機（UAS）は従来の高高度管制空域より遥かに近接して低高度空域で運用される想定。機体設計のみならず、安全かつ効率的な低高度航空交通システム（UTM）構築への挑戦が必須。NASA Amesが開発したFe³は、大量航空機を含む実飛行試験が非現実的・コスト過大な中、高密度・高忠実度・低高度交通システムを統計的に解析するシミュレーションツールです。 包括的モデルと高性能計算 6自由度UAS動力学・制御モデル 航法・通信・セン

従来潜望鏡のトンネル視野を克服 NASAジェット推進研究所が開発した本システムは、潜望鏡ヘッド搭載型で非回転・360度全方位視野を実現。従来は入射開口で瞬間視野（FOV）が制限され「トンネル視」に。広角化試み（複数イメージャ）も、狭・広FOV同時可視化は未達成でした。 システム構成 複数カメラアレイを採用、各デッキが広角FOVイメージャと狭角FOVイメージャの組み合わせを内蔵。360度シームレスFOV表示と、任意領域の高解像度検査選択を同時実現。監視、視覚航法、自動目標認識、追尾等多様な視覚タスクを並行遂行可能。 ハードウェア構成 センサヘッド：円筒形、既存潜望鏡マスト搭載可能、7デッキ

従来P2Dシミュレーションの課題 電池最適化はエネルギー密度（蓄積量）とパワー密度（放出速度）のトレードオフで、材料・構造・多孔度等に依存。調整パラメータ最適化に通常数万回計算が必要で時間を要する。ほぼ全設計者が用いる疑似二次元（P2D）シミュレーションは計算コスト大。変数・パラメータ多数で性能最大化へのチューニングが特に困難。 新モデルの特長 高速・シンプル：複雑な数値シミュレーション不要で部品選定・設計・相互作用をガイド 精度：計算集約型アルゴリズム比 10% 以内 実装容易：MATLAB、Excel、電卓レベルでも実装可能 透明性：数値シミュレーションでは得にくい明確な洞察を提供

NASA CO₂変換チャレンジ受賞チーム発表 地球では植物が光合成で CO₂ を糖に変える。火星には植物・海洋はないが CO₂ は豊富。NASAは CO₂ を糖に変換するシステムを実証したチームを表彰。宇宙飛行士がプラスチック、接着剤、燃料、食料、医薬品等を現地生産可能に。 受賞チーム詳細：こちら Techbriefs.com 最新トピック 自律ロボットのバランス込み経路計画アルゴリズム ミシガン大学の新アルゴリズムは、不整地での最適経路に加え、ロボットの手足の最適配置も同時に決定。開発者 Dmitry Berenson 教授（工学教授・エンジニア）にインタビュー。ご意見・ご提案は編

従来PLC/OTの限界と新世代の突破口 産業用PLCとそのOTソフトウェア・通信プロトコルは、局所設置に最適化されてきたが、上位ITリソースとの容易な統合に必要な演算性能・接続性・セキュリティを欠いていた。 ユーザーは現場のスマートセンサ・インテリジェントシステムからデータを取り出し、IoTソリューションを構築したいと考えている。最新PLCはソフトウェア進化を活かし、製造システムデータを直接ビジネスシステムへ送信可能に。 従来アーキテクチャの複雑さ フィールド信号・条件を考慮し、堅牢なPLCをデータ源近くに配置するのは合理的。しかし従来PLCの制約で、PLC上位にPC/ゲートウェイの複雑な

戦場実用レベルで安定化した酵素ポリマー検知技術 ケミカル・エージェント・ディスクロージャー・スプレーと汚染指標/除染保証システム（CIDAS）は、酵素をポリマーに組み込み細胞外で安定化、実戦場環境で使用可能にした製品です。 酵素ベース検知の優位性 酵素（生体触媒タンパク質）を用い、化学戦剤と特異的生化学反応を高速駆動。液体溶液を表面塗布すると、鮮明な変色で特定化学戦剤の汚染箇所をピンポイント表示。生化学的特異性により、従来検知装置を悩ませる化学的・環境的干渉に強く、除染完了確認にも感度よく対応。ライフサイクルコストも削減。 従来品の限界 既存の神経・疱瘡剤検知製品は、単純な比色法（特定色変