豊田中研、太陽光を利用して水とCO2から有機物を合成する人工光合成に成功

　

　トヨタグループの豊田中央研究所は9月20日、太陽光エネルギーを利用して水と二酸化炭素(CO2)のみを原料にして有機物を合成する人工光合成の実証に、成功したと発表した。今回の研究成果は、米国化学会誌「Journal of the American Chemical Society」電子版に掲載された。

　人工光合成は、CO2排出による地球温暖化問題、化石燃料の枯渇による代替えエネルギー問題などを抜本的に解決できる手段の1つとして、近年その関心が高くなっており、さまざまな研究が行われている最中だ。

　しかし、植物が行っているような水とCO2と太陽光のみで有機物を合成することは実現していない。従来は「犠牲薬と呼ばれる有機物を添加する」、「太陽光には含まれない波長域の紫外線を利用する」、「外部から電気エネルギーを加える」といった自然にはない負荷的要素を必要としていたが、今回の研究では、水とCO2と太陽光のみで有機物の合成に成功した。

　今回の技術は、「水から電子を抽出する酸化反応」と「抽出した電子でCO2を還元して有機物を合成する還元反応」を組み合わせ、それを光エネルギーで促進させるというものだ(画像1)。

　画像1。人工光合成の概念図。水(H2O)と二酸化炭素(CO2)から、ギ酸(HCOOH)を作り上げる

　研究チームは、半導体と「金属錯体」から構成される新しいコンセプトの「CO2還元光触媒」を開発(画像2)。同触媒、および水を酸化分解して電子を抽出する光触媒を、「プロトン交換膜」を介して組み合わせることで、太陽光を利用して有機物であるギ酸(HCOOH)を合成することを実証した。

　画像2。画像1の右側の「CO2還元光触媒」とその機能。CO2と2H+と2e-を還元反応でHCOOHにする仕組み

　今回は原理の実証を行った段階であり、同技術の実用化にはまだ多くの研究課題が残っているという。今回の方式による太陽光エネルギー変換効率は現在のところ0.04%であり、一般的な植物の光合成の効率と比べるとわずか1/5程度となっている。

　今後、研究チームは植物を超える効率の実現と、メタノールなどのより付加価値が高い有機物の合成技術の実現に取り組む予定だ。

ルネサス、同社初となる車載用ディスプレイ向けSoCを発表

　

　ルネサス エレクトロニクスと同社子会社であるルネサス モバイルは9月29日、速度計、タコメータなど運転走行情報のグラフィックス表示やビューモニタのカメラ画像などを表示する車載ディスプレイ向けSoC「SH7769」を製品化し、即日サンプル出荷を開始したことを発表した。サンプル価格は5000円で、2013年6月からの量産を開始し、2014年6月には月産3万個の規模にする予定。

　同製品は、同社としては初めての車載用ディスプレイ向けに特化したSoCで、CPUコアにSH-4Aを、3DグラフィックスエンジンにはImagination Technologies(IMG)の3DグラフィックスIP「PowerVR SGX530」をそれぞれ採用し、1600×480ピクセルに対応したディスプレイユニット、高性能カメラ画像表示機能、および高信頼性システム用機能なども搭載している。

　同IPは標準インタフェースでOpenGL ES2.0に対応し、リアルなインスツルメントクラスタシステムや車内情報をドライバへわかりやすく伝達するための多彩な3Dグラフィックス表示や操作性向上が図れるGUI表示などを実現することが可能だという。

　また、後方など等車外の周辺を監視するためのカメラや、ナビゲーション、ナイトビジョンなど複数の情報を同時にドライバへ伝達できるように最大3つのビデオ情報を入力することが可能。特にカメラ入力において高速かつ低消費電力で魚眼レンズによる歪んだ画像を補正する機能IMR(Image Render)や、NTSCデコーダを内蔵しているため、外部部品削減によるシステムコストの低減が可能となる。

　さらに、カメラ歪み補正モジュール専用機能として「IMR-LSX」と、任意の画像を補正するための「IMR-X」をそれぞれ1チャネル(1本)チップに内蔵。IMR-LSXは魚眼レンズを装着したカメラから入力された画像の歪みをフラットに補正することができ、ハードウェア処理のため、CPUがソフトウェアに基づいて処理する場合と比べ高速化と低消費電力化が図れるようになる。一方のIMR-Xは画像データを、任意の形に変形することが可能でありHUD(Head Up Display)の画像変換としても使用可能だとしているほか、同時に1つのデジタル画像入力からのデータと、HUDなどへの出力画像データを変換することが可能だという。

　さらに、3Dグラフィックスなどのスムーズな表示のために、1067Mワード/秒に対応したDDR3-SDRAMインタフェース(533MHz動作の16ビット専用バス)を搭載しており、最大で2.13Gバイト/秒の高速データ転送を実現しているほか、いち早くシステムの誤動作を検出することを目的としたPAM(Physical Address Management)およびDISCOM(Display Compare Unit)を内蔵しているため、信頼性の高いシステムを実現することが可能となっている。

　ルネサス エレクトロニクスの車載ディスプレイ向けSoC「SH7769」

Xilinx、iPhone/iPad向けにFPGAの消費電力計算アプリをリリース

　

　Xilinxは9月27日(米国時間)、PCと同様にiPhoneを用いるデザイナ向けに、同社28nmプロセス採用FPGA「Xilinx 7シリーズ」の消費電力を容易に調べることが可能となるアプリケーション「Pocket Power Estimator(PPE)」をリリースしたことを発表した。

　同アプリを用いると、7シリーズを使ったシステムにおいて、消費電力をいかに最小化できるかを別のソリューションと比較することができるようになるという。PPE は、すでにApp Storeにてダウンロード可能で、消費電力を素早くwhat-ifシナリオで検証することが可能なほか、より複雑かつ詳細な検証には、同社開発プラットフォームである「ISE Design Suite」の「XPower Estimator(XPE)」や「XPower Analyzer (XPA)」といったツールとの併用も可能だという。

　また、同アプリは、総消費電力の計算に際し、プロセス技術や低消費電力アーキテクチャなどのさまざまな側面を考慮して設計されており、いろいろな機能ブロックごとに消費電力を高い精度で予測できるだけでなく、同社のその他デバイスや競合デバイスとの比較も可能だ。

　さらに、独自仕様に合わせてカスタマイズするためのとりかかりとして使用できるアプリケーションリファレンス例も提供している。初期リリース版には、有線および無線通信機器市場向けのデザイン例が含まれており、今後さらにその他セグメント向けのデザイン例や、iPhone以外のスマートフォン向けアプリのリリースも予定していると同社では説明している。

　Pocket Power Estimator(iPhone)

　Pocket Power Estimator(iPad)

村田製作所、高透明度有機圧電フィルムを用いたセンサデバイスを開発

　

　村田製作所は9月22日、関西大学と三井化学との共同研究により高透明度有機圧電フィルムを用いたセンサデバイスを開発したことを発表した。

　スマートフォンやタブレットPC、ポータブルゲーム機などの登場で、新たな体験を実現するヒューマンマシンインタフェース(HMI)の実現が求められるようになってきている。しかし、従来の圧電フィルムは、焦電性を持つため温度と曲げ・ねじりを分離して検知できないという課題があった。

　そこで、今回、同社では焦電性を持たず透明度の高い圧電体を開発した。同フィルムは圧電出力定数が大きく、透明度が高い(光線透過率98%以上(内部ヘイズ測定による))、また、焦電性を持たないという特長を有し、ねじりを検出することも可能なことから、さまざまな応用が期待されるとしており、今回、試験的に同フィルムを用いて、曲げやねじりでテレビをコントロールする「リーフグリップリモコン」と、押圧力を検知できる押圧検知付きタッチパネル「タッチプレッシャーパッド」を応用デバイスとして開発した。

　リーフグリップリモコンは、曲げ検知用圧電フィルムとねじり検知用圧電フィルムを使用することで、プレートの曲げねじりで操作する新感覚コントローラ。色素増感型光発電素子を組み合わせて作られており、ワイヤレスかつバッテリレスで永久的に動作するリモコンとして活用することが可能となっている。

　リーフグリップリモコンの外観

　使用例。プレートを曲げたりねじったりすることでテレビの操作が可能だ

　リーフグリップリモコンの仕組み

　一方のタッチプレッシャーパッドは、圧電フィルムは焦電性を持たないため、指で触れただけでは電圧が発生しないという特長を活用し、精度の高い検知を実現しているほか、左右上下方向の指の動きだけでなく、押圧力(どれだけ強く押したか)も検知することができ、押した力の分だけ拡大表示を緩急をつけて行うことも可能だ。

　圧電フィルムを用いたタッチプレッシャーパッドのサンプル

　使用例。使用例タッチパネルを押すことで、拡大表示をすることができる。強く押せば速く拡大し、弱く押せばゆっくりと拡大するということも可能

　タッチプレッシャーパッドの仕組み

　なお、同社では変位センサについては2012年春頃からのサンプル出荷を予定している(光電池の実用化の時期は未定)ほか、タッチパネルについても2012年秋頃からサンプル出荷を開始する予定としている。

放射線の正しい基礎知識を身につける

　

　放射線医学総合研究所(放医研)は9月20日、放射線についての正しい知識と、正しい測定ノウハウを理解してもらうことを目的として、「放射線教育用アニメーション」をWebサイト上に公開した。

　同アニメは、2011年3月11日の東日本大震災に端を発した東京電力福島第一原子力発電所(福島第一原発)の事故以後、国民の間に、放射線や被ばく線量についての心配が広がり、国民や地方自治体が独自に線量測定をするようになってきたが、測定器を誤って使用すると測定結果が不正確になるほか、知識がない人間が勝手な解釈をした結果、不安を助長させる可能性があり、そうした懸念を払拭し、広く一般に放射線の正しい知識を学んでもらおうと作製されたもの。

　元々は2001年より開発されてきた教育ツールの1つで、原則として高校生の知識でも理解できるレベル(一部、大学生レベルの知識が必要なものもある)で、一般向けとして作られており、放医研では「このツールが福島第一原発の事故で多くの方々より多くの方々のより放射線のことを知りたいというご希望にお応えする一助となることを期待しています」とコメントしている。

　今回は開発されたコンテンツの中から、 「放射線の性質と防護」と「サーベイメータの取扱い」が公開された。前者は、放射線の性質を知った上で、「放射線防護の3原則(時間、距離、遮へい)」を理解するのに有効なもので、後者は、サーベイメータなどの計測器を用いて空間線量率、表面汚染の計数率を計るための、正しいサーベイメータの使い方を具体的に学ぶためのものとなっている。

　「すべてを視聴する必要はなく興味のある章のみでも理解できるように配慮しています」とのことで、各章のほとんどが10分以内で構成され、それぞれのコンテンツも全体でおよそ30分となっている。

　なお、放医研では2011年10月にも「放射線教育用アニメーション」として「ガンマ線スペクトル解析とその応用I(甲状腺モニタ、ホールボディーカウンタなど)」および「ガンマ線スペクトル解析とその応用II(ゲルマニウム検出器による分析など)」を公開する予定としている。

　最終的には4種類のコンテンツが公開される予定(アニメーションの再生にはFlash Playerが必要)