AI分析で正確性と効率　大幅に向上

　エイズウイルス（HIV）やB型肝炎をはじめとする血液による抗原・抗体検査では、免疫分析装置に高い正確性と処理速度が求められている。
　日立製作所と日立ハイテクが開発した画像処理モジュールは、免疫分析装置による血液検査の正確性と効率が大幅に向上した。血液検体の表面に泡が含まれていると正確な検査ができないため、泡が含まれていないかを人工知能（AI）が分析し、検査の実施可否を自動で判定する。画像処理モジュールによる検査の可否判定機能を搭載した免疫分析装置は、世界初という。泡が原因で生じる検査のやり直しを防止することで、正確な診断や安全な血液製剤の提供などに貢献する。
　免疫分析装置は、検体を分注ノズルで吸った後、検査部に検体を送り、検体と試薬を混ぜて検査する。その際、泡（空気）を含んだ検体を送ってしまうと検体の量が減り、検査のやり直しにつながることがあった。
　同モジュールは、血液検体の表面に発生する泡の状況を、約100万件の教師データを基にAIが画像分析し、検査実施の可否の判定を自動で行う。
　最初に、撮影した画像内の泡と泡以外の特徴を抽出し、泡の位置と大きさの情報をAIが算出。この情報を用いて、検査に影響を与えるかを判定する「暫定版の画像判定器」を生成する。
　次に、生成した画像判定器の判定根拠の可視化を行う。画像内の全ての泡の位置に判定根拠が可視化されるまで画像判定器の生成を繰り返す。最終的に検査に影響を与える泡のみを高精度に判定する「確定版の画像判定器」を生成し、検査実施の可否判定を自動で行う。
　これらの画像処理技術を使用することで、従来の圧力センサーによる判定に比べ、誤って検体を検査受け入れにする確率は10分の1に、また、誤って検体を検査拒否にする確率は100分の1に判定精度が向上した。検体検査の処理能力も高まり、これまで1時間に170件行っていた検査を、同300件行えるようになった。
　同モジュールを組み込んだ免疫分析装置は、2019年に1700台の受注があった。今後、10年間で3万5000台の受注を目指す。

排水量を半減　処理水量は1.5倍

　RO膜エレメントは、イオンなどを分離するRO膜を供給側流路材と透過側流路材とで挟む形で構成され、飲料水製造、工業用超純水の製造、廃水回収などの用途で使われている。深刻化する世界の水問題の解決のため、東レは大幅に効率よく処理が可能な小型RO膜エレメントを開発した。
　従来の小型RO膜エレメントが搭載された家庭用RO浄水器は、処理水量に対して大量の排水が必要であり、さらに処理水を貯蔵するためのタンクでの汚染の懸念があった。
　同社は排水量を減少させても塩分の結晶化を抑制できる流路材技術、処理水の流動抵抗を大幅に低減する省エネルギー流路材技術を開発することで、排水量を従来の2分の1に抑え、また処理水量を1.5倍に向上させることに成功した。
　新商品は2019年11月に発売され、節水、省エネルギー、タンクレスで省スペースの環境配慮型製品としての普及拡大が見込まれている。

害虫捕獲力1.6倍

　大協技研工業が開発した「ラスボスRタイプ」は、捕獲力を同社従来品より1.6倍に高めた粘着式捕虫シート。ビニールハウスなどの施設園芸で作る農作物を対象に、農薬など他の害虫対策技術と組み合わせ、システムとして使うことを想定する。
　同シートは紙製で、長さ260ミリメートル×幅115ミリメートル。黄色の粘着シートに植物の葉を模したひし形の模様を最適に配置した。色や光のコントラストを工夫し、シート中央部でも効率的に捕虫できるよう捕獲性能を高めた。半　年強の期間利用できる粘着力を持ち、複数をハウス内に吊り下げて使う。
　葉や花から養分を吸引して農作物に被害を及ぼすコナジラミ類やアザミウマ類といった小さな害虫を捕獲する。一方、益虫であるマルハナバチなどの受粉昆虫については脱出できるようにしている。
　兵庫県立農林水産技術総合センター、浜松医科大学と共同開発した。

新ポリマーとCNF採用

　「エナセーブ NEXTⅢ」は、ダンロップブランドの旗艦低燃費タイヤ。新ポリマーの採用で従来製品に比べ、2万キロメートル走行後のウエットグリップ低下を10％から5％まで半減した。同社調べで植物由来の繊維状素材の「セルロースナノファイバー（CNF）」を世界で初めてタイヤに採用し、環境負荷低減に寄与する。素材は他社との協業で開発し、タイヤの課題に適応しながら新しい機能性を追加した。
　トレッドゴムに新しく採用した水素添加ポリマーは、素材メーカーのJSRと共同で開発。分子の強い結合力と、切れても元に戻る結合を持つ水素添加ポリマーを使いこなすことができた。CNFをタイヤに応用できる技術を日本製紙、三菱ケミカルと開発した。石油由来のタイヤ補強材の一部をCNFに置き換え環境負荷を低減。CNFの繊維をタイヤの回転方向に配列することで、タイヤの周方向は堅く強度を高め、径方向は柔らかさを兼ね備えた。

環境に優しい

　半固定砥粒研磨工具「LHAパッド」は、電気自動車（EV）などの進展で需要増が見込まれるパワー半導体材料のシリコンカーバイド（SiC）などを削ったり、磨いたりする工具。ダイヤモンドやセラミックスを混ぜた特殊な研磨剤スラリーを使用しないため環境に優しい。加工コストはスラリーを使用した場合と比べて約45％低減することが可能だ。SiCは加工が難しく、スラリーは使用後に産業廃棄物として処理が必要となるなど、大きなコストがかかっていた。
　LHAパッドは研磨剤が適度に動く形でパッドの気孔中で砥粒が回転できるように位置のみを固定している。半導体の基板に傷をつけることなく研磨ができる。砥粒が一定位置にとどまることで研磨加工を1.6倍速くできるほか、加工面の平たん性も1.8倍向上する。従来は研磨機械の回転でパッドや加工物の外周にスラリーが流れ、加工精度上の課題があった。

ハイビーム制御にスキャン方式採用

　「ブレードスキャン」は、世界で初めてスキャン方式を採用した自動のハイビーム可変ヘッドランプシステム。発光ダイオード（LED）数は、従来品と同じ12個でありながら、LED300個と同等の細かな配光を実現した。対向車や先行車に配慮しながら、歩行者を早く照射することで交通安全、事故防止に寄与する。トヨタ自動車の高級車ブランド「レクサス」の「RX」に採用されている。
　2012年に商品化したハイビームの一部を遮光して前方車両以外の領域でハイビーム同等の視界を実現する「ハイビーム可変ヘッドランプシステム」に新開発のスキャン方式を採用した。同システムは、高速回転する2枚のブレードミラー（反射鏡）にLEDの光を照射し、光の残像効果を使って前方を照らす仕組み。
　同社は、初めて取り組んだスキャン技術やミラーを回転させる専用モーターの開発など、10年以上の開発期間を経て実用化した。

消費電力90％削減、配管不要　高い施工

　「e-Zero」は、モーター、ポンプ、シリンダーが一体となった電動油圧アクチュエーター。一般的な油圧システムは、中央部にあるポンプをモーターで回し、複数の油圧シリンダーを駆動する。複数のシリンダーの内、一部を動かす場合でも油圧ポンプを回し続ける必要があるが、「e-Zero」は各シリンダーを動かす時のみオンデマンドで各ポンプを駆動するため、エネルギー効率が良い。自動車でいうアイドリングストップのような性能で消費電力を従来比90％削減でき、騒音が少ない。
　配管が必要なく電源一つで設置できる施工性の高さも特徴だ。サーボモーターとボールネジを組み合わせた場合と同レベルの位置制御と、それ以上の荷重制御ができる。
　ロボットや介護機器など、従来油圧システムの利用が少なかった分野でも活用が期待される。