Pj 原子時計ULPAC

2018年10月18日 (木)

MEMSセンシング&ネットワーク展2018 2日目

                   本日2日目も初日同様、展示会場は、IoTに不可欠な技術分野の関心が高く、多くの来場者にあふれ活気に満ちた会場となりました。

 本日は、研究開発プロジェクトの成果報告会を国際会議室302で催し、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)や国から受託し、研究開発を進めているプロジェクトについて、各プロジェクトの責任者から報告が行われ、聴衆者は熱心に聞き入っていました。

 成果発表を行った講師の方々です。

                  

開会挨拶を行う長谷川専務理事
                  
                  

                  RIMSの成果発表を行う 東京大学 下山教授
                  
                  

ULPACの成果発表を行う 産総研 柳町主任研究員
                  
                  

                  UCoMSの成果発表を行う 東京大学 伊藤教授
                  
                  

アニーリングマシンの成果発表を行う 日立製作所 山岡主任研究員
                  
                  

                  LbSSの成果発表を行う 東京大学 藤田教授
                  
                  

                  LbSSの成果発表を行う 日立製作所 高浦主管研究員
                  
                  

                  SSI国際標準化の成果発表を行うMMC 中嶋担当部長
                  
                  
成果普及部 水島 豊
                  

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2018年9月27日 (木)

MNE2018出張報告

 2018年9月24〜27日にデンマーク・コペンハーゲンのBella Center Copenhagen会議場で開催されたMNE2018(THE 44TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON MICRO AND NANOENGINEERING)に参加し、”All-sapphire Cs gas cell for miniature atomic clock fabricated using Au thin-film bonding”と言うタイトルでポスター発表によりRIMSのサブテーマである“センサ端末同期用原子時計(ULPAC:Ultra-Low Power Atomic Clock)の研究開発”の成果アピール及び講演聴講により原子時計のガスセルに必要な微細加工プロセス及び周辺技術の調査を行った。

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図1 Bella Center Copenhagen会議場

 MNE2018は1975年にイギリスのケンブリッジではじめて開催されて以来、南欧と北欧とで交互に毎年開催されており今年で44回目となる。プレナリーセッションでは6件、招待講演が17件、オーラル発表が102件、ポスターセッションは325件の発表があった。参加国数は39ヵ国であり、参加者数を国別に見ると、ドイツ(120名程度)、開催国であるデンマーク(100名程度)に次いで、日本(60名程度)は3番目に多かった。主にマイクロ・ナノ構造やデバイスのプロセスに関する会議であり、1)作製方法・プロセス、2)デバイスやシステムの作製と集積化、3)物理・化学応用、4)生命科学応用の、4つのトピックから構成されており、プレナリーセッションとポスターセッション以外、3セッションが並列に行われた。本国際会議に参加することによりこうした関連のトレンドをいち早く入手出来る。

 

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図2 国際会議での4つのトピック

 

 また、学術的な講演だけでなく学会会場内には世界中のMEMS等微細加工のプロセスメーカーの展示ブースがあり、最新の装置の情報等を入手することも出来た。

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図3 ポスター発表の様子

 初日の午前中に1時間半のポスター発表を行った。発表内容は、小型原子時計用のガスセル製造プロセスとCPT共鳴評価に関してである。これまでの小型原子時計用のガスセルは陽極接合法によりSiとホウケイ酸ガラスとを気密封止接合されていた。しかし、従来のガスセルでは、バッファガスがホウケイ酸ガラスから透過してしまい長期的な安定性が課題であった。我々は今回、ガス透過性が低い材料であるサファイアを世界に先駆けてガスセル材料と考え全てサファイアによるガスセルを実現した。サファイア同士の気密封止接合を図る際に薄膜Auを接合材として用いた。まず、サファイアの接合する面に対して下地膜Ti、下地膜とAu薄膜との間のPtバリア層、薄膜Auの順にイオンスパッタ成膜を施した。気密封止接合時は200℃程度の高温脱ガス処理を施した後にバッファガス中で気密封止接合し、最終的にはCPT共鳴測定を行ったところまでを報告した。発表中は常に参加者からの質問やディスカッションで時が経つのを忘れるくらいであった。具体的質問内容は、脱ガス時高温となるため薄膜Auと下地膜Tiの拡散を防ぐためにPtバリア層を挿入しているが、このバリア層の材質・膜厚や加熱温度・時間などに関しての質問やコメントが多かった。また、質問者のほとんどは原子時計に関してある程度の知識があると思われ、背景などはあまり説明を求められず核心部分からのディスカッションが中心であった。 一番印象に残った講演の概要について下記に紹介する。 “Self‐assembled microtubular devices: From energy storage to cellular cyborg machinery” Oliver Schmidt, (Chemnitz University of Technology, Germany) 本講演は最近話題になっている折り紙MEMS技術によるドラッグデリバリーMEMSへの応用に関しての発表であった。本技術によるMEMSを使うことで液体中の微小物体を捕獲し、それを細胞などまで移動することができ、将来的にドラッグデリバリーに応用が可能とのことであった。液体中で自由に移動するには推進力と方向転換の2つの原動力が必要となるが、推進力に関しては触媒反応により気体を発生させ、方向転換には外部磁場により実現していた。発表では、実際に動物の精子を卵子まで移動させて透明帯を突き破る様子をデモしていた。今回の出張を通して、我々の研究のアピールをすることが出来ただけで無く、これからの研究につながる有用な情報を得る事が出来たことからも、大変有意義な出張であったと言える。

(国立研究開発法人 産業技術総合研究所 倉島 優一)

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2018年1月 5日 (金)

「新年のご挨拶」

新年あけましておめでとうございます。

 本年はSociety5.0の実現を世界に打ち出していくための新たな産業・社会の在り方として、「コネクテッド・インダストリーズ」に大きな注目が集るとされています。特に、製造現場、自動走行、健康・医療・介護等の現実の「リアルデータ」を巡る競争が激しくなると予想されていますが、その「リアルデータ」を収集する最前線にMEMSを中心とする多様なセンサが位置しています。従いまして、ナノ・マイクロ技術分野における研究開発や普及促進等を長年担ってきた私どもマイクロマシンセンターの責任はさらに重くなっていくものと考えております。

 仏のヨール社によれば、世界のMEMS市場は消費者用や自動車用がけん引し、2017年の132億ドルから2022年には254億ドルと年率14%で伸びるとされています。MEMSデバイスとしては、スマホの4G/5G 化の進展によりMEMSフィルタの伸びが大きく、従来からの慣性センサ、圧力センサ、ジャイロなどを凌駕していくと見られます。

 このような中、当センターでは2000年代に注力したMEMS技術そのものの研究開発から、2010年代にはセンサネットワーク技術にシフトし、現在は道路やライフラインのインフラモニタリングに加えて、ファクトリやプラントのスマートセンシングの研究開発に注力しています。そして、昨年は経産省・NEDOがコネクテッド・インダストリーズの重点分野として推しているロボティクスや自動走行の鍵となるAI融合高精度物体認識システムの研究開発に着手しました。

 また、それらの研究開発を支えるMEMS試作ファンドリとして、7年前に開設したつくばの「マイクロナノオープンイノベーションセンター(MNOIC)」も今や中小・ベンチャーを含む40社以上からの研究や工程の受託により、フル稼働の状況にあります。さらに設備整備や技術向上に努めて、我が国のMEMS開発需要に応えてまいります。

 そして、上述の成果などを公開する場として、昨年、MEMSセンシング&ネットワークシステム展を刷新して、初めてCEATECと同時開催とし、5万人を超える来場者の方々にお出でいただくことができました。本年はさらにCEATECやAll about Photonics展とのシナジー効果を高め、IoTシステム、さらにはコネクテッド・インダストリーズの最先端技術展としてのプレゼンスを高めてまいります。

 当センターとしましては、本年もMEMS・スマートセンシング技術の開発や普及に真摯に取り組み、我が国のコネクテッド・インダストリーズの推進に微力ながらも貢献してまいりますので、引き続きご指導、ご鞭撻の程、よろしくお願いいたします。

 皆様方には以下の10大ニュースをご覧いただき、このような私どもの活動状況をご賢察いただければ幸いです。

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2017年10月 6日 (金)

「MEMS センシング&ネットワークシステム展 2017」最終日(3日)を迎える


                  
                  

                  

                  
   盛況開催中の「MEMS センシング&ネットワークシステム展 2017」は本日、最終日3日目を迎えました。
   昨日2日目も初日同様、展示会場は、IoTに不可欠な技術分野ということで来場者からも関心が高く、例年にも増して多くの来場者にあふれた活気に満ちた会場風景となりました。
                  
   本日は、国際マイクロマシン・ナノシンポジウムを開催いたします。
                  
                  

                  

 最終日もよろしくお願い致します。
                  
  昨日開催した研究開発プロジェクト成果報告会では、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)や国から受託し、研究開発を進めているプロジェクトについて、各プロジェクトの責任者から報告がなされ、聴衆者が熱心に聞き入っていました。
                  
                  
                  


                  司会・進行を行う長谷川専務理事
                  
                  

                  特別講演を行う 経済産業省 徳増伸二参事官
                  
                  

                  LbSSの成果発表を行う 東大 藤田教授
                  
                  

                  RIMSの成果発表を行う 東大 下山教授
                  
                  

                  ULPACの成果発表を行う 産総研 柳町主任研究員
                  
                  

                  UCoMSの成果発表を行う 東大 伊藤教授
                  
                  

                  AIRsの研究開発を発表する 東大 下山教授
                  
                  

                  講評を行う NEDO 弓取ロボット・AI部長
                  

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2017年10月 5日 (木)

「MEMS センシング&ネットワークシステム展 2017」2日目を迎える

                  

   開催中の「MEMS センシング&ネットワークシステム展 2017」の1日目の様子をお知らせします。まず、展示会場ですが、IoTに不可欠な技術分野ということで来場者からも関心が高く、CEATECからの来場者も多く活気に満ちた会場風景となりました。

   本日は、研究開発プロジェクト成果報告会を開催します。プログラムは、以下のとおりです。本日もご来場をお待ちしております。

                  

                  

   昨日開催しましたMEMS協議会フォーラムには、多くの参加者があり盛況の内に終了しました。                   

                  
                  開会挨拶 MMC青柳副理事長
                  
                  
                  MMC調査研究・標準部長 大中道崇浩
                  
                  
                  MNOIC開発センター長 荒川雅夫
                  
                  
                  会場風景
                  
                  
                  立命館大学理工学部 教授 小西 聡
                  
                  
                  MMC産業交流部長 今本浩史

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2017年9月28日 (木)

道路インフラモニタリングシステムの現地実証を開始  ―幕張メッセで成果発表(10/4~6)―

 技術研究組合NMEMS技術研究機構は、環境エネルギーで稼働する小型、安価、高性能、高耐久の無線センサ端末を用いた道路インフラモニタリングシステム(RIMS : Road Infrastructure Monitoring System)をNEDO委託事業で開発し、本年度よりNEXCO等の実高速道路での現地実証(図1)を開始しました。
 詳細については10月4日~6日に幕張メッセで開催されます展示会「MEMS SENSING & NETWORK SYSTEM 2017(MSN展2017)」において、展示と講演の場で紹介します。
●「MEMS SENSING & NETWORK SYSTEM 2017(MSN展2017)」の
  開催概要
 ・会 期:2017年10月4日(水)~10月6日(金)
 ・会 場:幕張メッセ 国際展示場 7ホール 
       NMEMS技術研究機構ブース 小間番号3-B
 ・入場料:1,000円、事前登録の場合は無料
 ・公式サイト:http://www.mems-sensing-network.com/
 ・事前登録:
  http://www.mems-sensing-network.com/info_visitor.html
●プレゼンテーション(幕張メッセ 国際会議場302、
  「研究開発プロジェクト成果報告会」、聴講無料) 
 ・日時:2017年10月5日(木)13:15~14:15
 ・テーマ:「道路インフラモニタリングシステム(RIMS)の研究開発」
       成果発表
 ・発表者:NMEMS技術研究機構 インフラモニタリング研究所 所長 
       /東京大学IRT研究機構 機構長 教授 下山勲

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            図1 現地実証の様子
1.概要
 技術研究組合NMEMS技術研究機構(以降NMEMSと称す)はNEDO委託事業である「道路インフラ状態モニタリング用センサシステムの研究開発」プロジェクトで開発した道路インフラモニタリングシステム(RIMS)を実高速道路に設置して、現地実証を開始しました。
 道路インフラは陸上貨物輸送量の90%以上を占め、国民の豊かな生活を支える重要な社会インフラですが、老朽化が進み、また、大型車両や過積載車両の増加、さらには近年の異常気象や地震による災害の多発により劣化が進み、社会課題になっています。このため、道路インフラの効果的かつ効率的な維持管理・更新技術の開発が求められています。
 NMEMSではこのような社会要請をうけ、2014年度から高速道路の橋梁、道路付帯物、法面を対象にして、環境エネルギーを利用した自立電源を有し、各フィールドのモニタリングに適した新規の小型、安価、高性能、高耐久性の無線センサ端末並びに各フィールドのセンシングシステムを統合して道路インフラのトータルな維持管理が可能な道路インフラモニタリングシステム(RIMS)の開発を進めてきましたが、基本的なシステム開発が完了し、本年度から本プロジェクトに参画しているNEXCO等の実高速道路での現地実証を開始致しました。

2.詳細説明
 開発したモニタリングシステム及び技術に関して、以下に簡単に説明致します。

(1)スーパーアコースティックセンサによる橋梁モニタリングシステム
  (担当:東芝、京大、東大)
 主としてコンクリート橋の内部損傷の発生位置、大きさを新規開発の広帯域(1Hz~1MHz)MEMS振動センサ(スーパーアコースティックセンサ、SAセンサ)で安価・高精度にモニタリングし、橋梁の健全性を定量的に評価する手法(特許出願中)を開発しました。展示会では、開発したSAセンサ、手のひらサイズの無線センサ端末、試作端末によるイベントドリブン計測結果(図2)、降雨により励起された弾性波を利用したコンクリート内部損傷検知結果及びイベントドリブン動作リアルタイム位置標定デモ等を紹介します。

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        図2 SAセンサによるイベントドリブン計測

(2)フレキシブル面パターンセンサによる橋梁モニタリングシステム
  (担当:大日本印刷、産総研、東大)
 主として鋼橋のクラック伸展度・方向を新規開発のフレキシブル面パターンセンサにより簡便にモニタリングする技術を開発しました(図3)。展示会では印刷タイプ、極薄PZT/Siタイプそれぞれの歪センサアレイによるフレキシブル面パターンセンサを用いた鋼橋歪分布計測デモ等を紹介します。

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    図3 フレキシブル面パターンセンサによる歪分布計測

(3)傾斜マルチセンサによる道路付帯物モニタリングシステム
  (担当:富士電機)
 道路標示板、照明柱などの経年・突発劣化診断のため、非サーボMEMSマルチセンサで固有共振周波数と傾きの変化を同時にモニタリングする技術を開発しました(図4)。展示会では、開発した傾斜マルチセンサ、集約器及び傾斜マルチセンサによる道路付帯物模擬模型を使った傾斜、振動、温度同時計測デモ等を紹介します。 

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   図4 傾斜マルチセンサの現地実証と模型によるデモの様子

(4)電波変位センサによる法面変位モニタリングシステム
  (担当:三菱電機)
 法面上の複数のセンサから放射した920MHz電波の位相差をみることで4mm/hのずれを全天候・3次元で広範囲、容易にモニタリングする技術を開発しました(図5)。展示会では、開発したセンサ端末、子受信機及び簡易型変位計測装置を用いた電波変位センサの変位計測デモ等を紹介します。

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図5 電波変位センサによる法面変位モニタリングシステム実証の様子

(5)無線通信ネットワーク共通プラットフォーム
  (担当:NTTデータ)
 多種多様なセンサからの様々なデータフォーマットやインターフェースの差異を吸収する通信仕様、設置容易性とコスト対策を目的としたコンセントレータ間の連携通信及びセキュアな情報収集に対応できる無線通信ネットワーク共通プラットフォームを開発しました。展示会では、開発したコンセントレータ及び無線通信ネットワーク共通プラットフォーム(図6)等について紹介します。

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      図6 無線通信ネットワーク共通プラットフォーム

(6)高耐久性パッケージング技術
  (担当:大日本印刷、日本ガイシ、マイクロマシンセンター、産総研)
 悪環境下で常時モニタリングを長期に保証するセンサ端末パッケージング技術、自立電源・無線モジュール・センサ・アンテナ等全ての部品を内蔵したオールインワンパッケージング技術及びパッケージやセンサを構造物に強固かつ容易に接着/接合するシート実装技術を開発しました(図7)。展示会では、アンテナ内蔵LTCCパッケージ、透光性セラミック及び粘接着シート等を紹介します。

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       図7 高耐久性パッケージとシート実装技術

(7)超低消費電力原子時計
  (担当:リコー、産総研、マイクロマシンセンター、京大、東工大、
       首都大東京)
 多数のセンサ端末からの情報を統合するための将来技術として、異地点間の時刻同期を高精度、小型、低消費電力で実現できる超低消費電力原子時計(ULPAC: Ultra-Low Power Atomic Clock)の開発を行っています。展示会では、開発しているULPACの概要及びプロトタイプ(図8)の動態デモ等を紹介します。

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           図8 ULPACプロトタイプ

(8)統合的な道路インフラモニタリングシステム
  (担当:NMEMS、NTTデータ)
 上記(1)~(4)のモニタリングシステムを統合した道路インフラモニタリングシステムを開発しました。展示会では、統合的な道路インフラモニタリングシステムのエミュレータ(図9)(Pilot-RIMS)によるデモ等を紹介します。

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    図9 道路インフラモニタリングシステムエミュレータ 

 なお、開発した技術は道路インフラだけでなく、エネルギー関連施設等の大規模インフラのモニタリングにも展開可能な技術です。

          (技術研究組合NMEMS技術研究機構 武田宗久)

 

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2017年8月 9日 (水)

MEMSセンシング&ネットワークシステム展の開催準備進む(10月4日-6日)

 MEMS関連の技術・製品・アプリケーションを一堂に展示する「MEMSセンシング&ネットワークシステム展2017」の開催準備が進んでいます。
                 
  名称:MEMSセンシング&ネットワークシステム展2017
          -IoTシステムの最先端技術展-
  会期:2017年10月4日(水)~6日(金)
  会場:幕張メッセ 国際展示場ホール7、国際会議場会議室302
  同時開催:InterOpto/LaserTech/BioOpto Japan/LEDJAPAN/
       CEATEC JAPAN 2017
               URL:http://www.mems-sensing-network.com/
                 
  開催内容を順次ご紹介しますが、今回は「研究開発プロジェクト成果報告会」のプログラムをお伝えします。
                 
  名称:研究開発プロジェクト成果報告会
  開催日時:2017年10月5日(木)10:30-16:10(昼休み1時間を含む)
  趣旨:工場の操業状況や道路インフラ構造の健全性などを確認するために、センサをいたるところに配置し、無線ネットワークで測定データを集めるIoT(Internet of Things)が注目されています。本セミナーでは、NEDOや国から受託し、研究開発を進めているプロジェクトについて報告します。
                                                                                                                                           

オープニング  発表者
10:35-
       11:15
特別講演
                        (仮)”Connected Industries”に向けた我が国製造業の課題と取組
経済産業省
         参事官
     徳増 伸二
第一部  
11:15-
       12:15
超高効率データ抽出機能を有する学習型スマートセンシングシステム(LbSS:Learning based Smart Sensing                        System)の研究開発東京大学教        藤田 博之
12:15-
    13:15
昼休み 
第二部  
13:15-
    14:15
道路インフラの統合的な常時監視を実現するモニタリングシステムの研究開発成果発表東京大学教授
      下山 勲
14:15-
    14:45
センサ端末同期用原子時計(ULPAC:Ultra-Low Power Atomic Clock)の研究開発成果発表 産総研
     柳町 真也
14:45-
    15:00
休憩  
第三部  
15:00-
    15:50
ライフラインコアモニタリングシステムの研究開発成果発表東京大学教授
     伊藤 寿浩
第四部  
15:50-
   16:10
空間移動時のAI融合高精度物体認識システムの研究開発東京大学教授
      下山 勲
                  


  成果については展示会場ブースにおいても展示・説明を行っておりますので、是非お立ち寄りください。
                                <成果普及部 水島 豊>

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