監修

古川　英光　　　山形大学　大学院理工学研究科　教授／理事特別補佐（研究支援）
川上　勝　　　　山形大学　有機材料システムフロンティアセンター　プロジェクト准教授

執筆者（執筆順）

古川　英光　　　山形大学　大学院理工学研究科　教授／理事特別補佐（研究支援）

郡司　芽久　　　東洋大学　生命科学部　助教

貝沼　友紀　　　山形大学　大学院理工学研究科　研究支援者

神谷　卓郎　　　株式会社早稲田大学アカデミックソリューション　社会連携企画部　シニアマネジャー

小林　豊　　　　山形大学　グリーンマテリアル成形加工研究センター　産学連携教授

伊藤　浩志　　　山形大学　大学院有機材料システム研究科　教授／研究科長

酒井　真理　　　山形大学　インクジェット開発センター　産学連携教授

松井　弘之　　　山形大学　大学院有機材料システム研究科　准教授

千葉　貴之　　　山形大学　大学院有機材料システム研究科　助教

城戸　淳二　　　山形大学　大学院有機材料システム研究科　教授

廣瀬　文彦　　　山形大学　大学院理工学研究科　教授

硯里　善幸　　　山形大学　有機エレクトロニクスイノベーションセンター　副センター長／教授

佐野　健志　　　山形大学　有機エレクトロニクスイノベーションセンター　センター長／教授

水上　誠　　　　山形大学　有機エレクトロニクスイノベーションセンター　准教授

渡邉　洋輔　　　山形大学　有機材料システムフロンティアセンター　プロジェクト助教

川上　勝　　　　山形大学　有機材料システムフロンティアセンター　プロジェクト准教授

MD Nahin Islam Shiblee
　　　　　　　　山形大学　有機材料システムフロンティアセンター　プロジェクト助教

亀岡　将成　　　山形大学　大学院理工学研究科

小川　純　　　　山形大学　有機材料システムフロンティアセンター　プロジェクト准教授

山野　光裕　　　滋賀県立大学　工学部機械システム工学科　准教授

魚津　吉弘　　　三菱ケミカル株式会社　Science＆Innovation Center R＆D　フェロー

井上　諒子　　　ユシロ化学工業株式会社　コーポレート統括本部経営企画部事業開発室　主任

赤地　利幸　　　大和製罐株式会社　総合研究所　所長

渡辺　剛士　　　株式会社メニコン　経営統括本部事業構想企画部　部長

村瀬　響子　　　株式会社ニデック　アイケア事業部開発本部IOL開発部IOL開発二課　副主席技師

難波江　裕之　　東京工業大学　工学院　助教

増山　秀徳　　　サンアロー株式会社　医療ヘルスケアグループ　グループマネージャー

藤田　貴彦　　　積水化成品工業株式会社　研究開発センター開発部化学品開発グループ　グループ長

羽鳥　貴顕　　　積水化成品工業株式会社　研究開発センター開発部化学品開発グループ　主任

戸田　寿之　　　世紀株式会社　技術本部開発部開発課　課長

菱川　慶裕　　　大蔵製薬株式会社　研究開発部　研究開発部長

垣野　由佳理　　大蔵製薬株式会社　研究開発部　課長

佐藤　友則　　　不二製油株式会社　開発統括部門市場ソリューション第二開発部　調理・加工食品課　係長

米元　博子　　　不二製油株式会社　開発統括部門市場ソリューション第二開発部　調理・加工食品課　課長

石川　伸一　　　宮城大学　食産業学群　教授

立石　純一郎　　株式会社アシックス　スポーツ工学研究所　フットウエア機能研究部　部長／上級主席研究員

當間　隆司　　　武藤工業株式会社　3DP・設機事業部　技監

新野　俊樹　　　東京大学　生産技術研究所　教授

中村　太郎　　　中央大学　理工学部　教授

鈴森　康一　　　東京工業大学　工学院　教授

梅舘　拓也　　　信州大学　繊維学部　准教授

前田　真吾　　　東京工業大学　工学院機械系　教授

山田　雄平　　　東京工業大学　工学院機械系　研究員

鳴海　紘也　　　東京大学　大学院工学系研究科　特任講師

新山　龍馬　　　明治大学　理工学部　専任講師

川原　圭博　　　東京大学　大学院工学系研究科　教授

秋枝　静香　　　株式会社サイフューズ　代表取締役

多田隈　建二郎　東北大学　大学院情報科学研究科　准教授

吉田　一也　　　山形大学　学術研究院（大学院理工学研究科担当）　助教

須藤　郁馬　　　(元)山形大学　大学院理工学研究科

櫻井　佑真　　　山形大学　大学院理工学研究科

廣瀬　航佑　　　山形大学　大学院理工学研究科

鳥羽　慶　　　　山形大学　有機材料システムフロンティアセンター　プロジェクト研究員

相磯　孝輔　　　(元)山形大学　大学院理工学研究科

倉持　丘帆　　　山形大学　大学院理工学研究科

茂木　勇志　　　山形大学　大学院理工学研究科

一森　湧　　　　山形大学　大学院理工学研究科

青山　響　　　　山形大学　大学院理工学研究科

佐藤　貴風　　　(元)山形大学　大学院理工学研究科

森　智晴　　　　(元)山形大学　大学院理工学研究科

佐藤　大介　　　山形大学　大学院理工学研究科

小林　竜也　　　山形大学　大学院理工学研究科

Ajit Khosla　　 (元)山形大学　大学院理工学研究科

志賀　郁也　　　(元)山形大学　大学院理工学研究科

鈴木　康海　　　山形大学　大学院理工学研究科

落合　俊樹　　　山形大学　大学院理工学研究科

武田　真一　　　武田コロイドテクノ・コンサルティング株式会社　代表取締役社長

野々村　美宗　　山形大学　学術研究院　教授

目次

第1部　やわらかものづくり学～ソフト3D インターフェースの創製～
オープン，融合，領域型，明確なエンジニアリングでやわらかものづくり革命を起こす
　≪古川　英光≫
1　はじめに
2　やわらかものづくり革命の起こり
3　コンビニエンス・ファクトリー（CNVFAB（コンビファブ））構想
4　やわらかものづくりワーキング
5　対話型ラピッドやわらかものづくりとデジタル分業
6　おわりに

コラム①　やわらかバイオロジー　≪郡司　芽久≫
1　やわらか生物
2　やわらか身体

第2部　プロセスイノベーションの新潮流
第1節　やわらかものづくりのプラットフォーム化
　≪古川　英光／貝沼　友紀／神谷　卓郎≫
1　はじめに
2　価値共創
3　やわらかものづくりのプラットフォーム化

第2節　やわらか成形加工　≪小林　豊／伊藤　浩志≫
1　成形加工（基礎）
2　ナノインプリント技術
3　3D プリント
4　おわりに

第3節　やわらか加飾インクジェット　≪酒井　真理≫
1　インクジェット概要
2　インクジェットインク
3　インクジェットの応用
4　加飾，やわらかい材料への適用

第4節　やわらか回路─フレキシブルエレクトロニクス─　≪松井　弘之≫
1　やわらか回路とは
2　第1 世代のやわらか回路
3　第2 世代のやわらか回路
4　第3 世代のやわらか回路
5　第4 世代のやわらか回路

第5節　やわらか次世代発光材料・デバイス　≪千葉　貴之／城戸　淳二≫
1　はじめに
2　ペロブスカイトナノ結晶の表面修飾技術
3　おわりに

第6節　やわらかバリア技術①　室温原子層堆積法　≪廣瀬　文彦≫
1　はじめに
2　室温原子層堆積法の原理
3　原子層製膜事例
4　おわりに

第7節　やわらかバリア技術②　ウェットコート　≪硯里　善幸≫
1　はじめに
2　バリア技術
3　バリア性能評価
4　ウェットプロセスによるハイバリア
5　ウェットハイバリアの今後の展開

第8節　やわらか太陽電池　≪佐野　健志≫
1　はじめに
2　「やわらか」な太陽電池とは
3　「やわらか」な太陽電池を実現するための技術
4　「やわらか」な太陽電池の実現に向けて

第9節　やわらか有機トランジスタ　≪水上　誠≫
1　有機トランジスタ
2　有機トランジスタの構造と原理
3　高移動度有機トランジスタ
4　有機トランジスタの応用
5　これからの展開

第10節　3D ゲルプリンター「ゲルパイパー」　≪渡邉　洋輔／古川　英光≫
1　はじめに
2　3Dゲルプリンターの造形技術
3　GelPiPer（ゲルパイパー）
4　おわりに

第11節　食品3D プリンティング　≪古川　英光／川上　勝≫
1　はじめに
2　食品3D プリンターのイメージ
3　食品3D プリンターの介護食への利用
4　3D 食品プリンターの開発
5　今後の発展について
6　おわりに

第12節　3D/4D プリンティング，アクティブ材料
　≪MD Nahin Islam Shiblee ／亀岡　将成／渡邉　洋輔／小川　純／古川　英光≫
1　はじめに
2　4D プリンティング，4D 物質とは
3　4D プリンティングの造形手法
4　可動・変形に要するエネルギー
5　ヒンジ構造による変形箇所・変形具合のコントロール
6　4D プリンティングの応用分野
7　4Dプリンティングの今後の展開

第13節　ソフトマターロボティクス　≪小川　純／古川　英光≫
1　はじめに
2　ソフトマターロボティクスとは
3　やわらかアニマロイド
4　おわりに

コラム②　やわらかロボットデザイン　≪山野　光裕≫
1　はじめに
2　硬いロボットアーム
3　やわらかいロボットアーム
4　形状記憶ゲルを用いたロボットハンド
5　おわりに

第3部　やわらかものづくりの適用事例
第1節　モスアイフィルムの作り方　≪魚津　吉弘≫
1　はじめに
2　自己組織化現象を応用したモスアイ金型の製造方法
3　光ナノインプリントによるモスアイフィルムの作製方法
4　Roll to Roll プロセスによるモスアイフィルムの製造技術
5　モスアイフィルムの光学特性
6　まとめ

第2節　自己修復ポリマーの作り方　≪井上　諒子≫
1　自己修復材料とは
2　当社の自己修復ポリマー製品
3　ウィザード製品の実用化に向けて

第3節　ソフト食品の作り方　≪赤地　利幸≫
1　ソフト食品とは
2　従来のソフト食品と技術
3　3D フードプリンター

第4節　ソフトコンタクトレンズの作り方　≪渡辺　剛士≫
1　はじめに
2　ソフトコンタクトレンズ材料
3　コンタクトレンズの製造方法
4　コンタクトレンズ製造方法の新展開
5　コンタクトレンズの新しい価値
6　まとめ

第5節　眼内レンズの作り方　≪村瀬　響子≫
1　白内障と眼内レンズ
2　眼内レンズの歴史
3　眼内レンズの製造方法
4　眼内レンズの材料
5　眼内レンズの付加機能
6　今後の眼内レンズに求められること

第6節　ソフトアクチュエータの作り方　≪難波江　裕之≫
1　はじめに
2　ソフトアクチュエータの製作例
3　おわりに

第7節　 非生体物による生体質感模擬臓器の開発と製造について
─PVA ハイドロゲルの製造，使用例─　≪増山　秀徳≫
1　はじめに
2　開発の経緯
3　生体質感模擬臓器および素材について
4　PVA ハイドロゲルとは
5　生体質感模擬臓器の特徴
6　製造方法
7　生体質感模擬臓器の代表モデル例
8　生体質感模擬臓器の使用例
9　おわりに─生体質感模擬臓器の進化と今後─

第8節　テクノゲル®を使用したハイドロゲルマスクの作り方
　≪藤田　貴彦／羽鳥　貴顕≫
1　スキンケア用のマスクとは
2　ハイドロゲルマスクの種類と製造プロセス
3　テクノゲル®ハイドロゲルマスク
4　新しい製造プロセス
5　新しい処方の提案
6　まとめ

第9節　やわらか分子模型，川上モデルの作り方　≪川上　勝≫
1　川上モデルとは
2　タンパク質とは何か─模型の重要性
3　「やわらかく，透明で，手で操作可能な」タンパク質分子模型（川上モデル）の製作
4　「川上モデル」分子模型の持つ機能，価値
5　おわりに

第10節　3D フードプリンター，可食材料3D プリンターの作り方　≪戸田　寿之≫
1　3D フードプリンターを作るには
2　基本的情報
3　食材の出力方法について
4　シリンジ（注射器）による吐出方式
5　スクリューによる吐出方式
6　3D フードプリンターの造形特徴
7　3D フードプリンターの課題
8　3D フードプリンターの応用例
9　3D 造形可能な食材
10　介護食への活用
11　まとめ

第11節　経口ゼリー剤の作り方　≪菱川　慶裕／垣野　由佳理≫
1　はじめに
2　経口ゼリー剤の製品開発
3　実際のゼリー剤の作り方
4　従来型ゼリー剤の課題と新たな剤形
5　おわりに

第12節　大豆ベース食品の作り方　≪佐藤　友則／米元　博子≫
1　はじめに
2　大豆ベース食品
3　大豆ベース食品の作り方
4　大豆ベース食品のこれから

第13節　おいしい料理の作り方　≪石川　伸一≫
1　「分子調理研究会」の設立
2　料理の世界における科学の導入
3　料理のサイエンス＆テクノロジー
4　料理の温故知新
5　料理をミクロとマクロの視点から見ること
6　「調理」と「料理」の違い
7　3D フードプリンターが注目される理由
8　おいしい料理の未来

第14節　スポーツ用品の作り方　≪立石　純一郎≫
1　はじめに
2　ランニングシューズの構造
3　ランニングシューズの材料と製造方法
4　ランニングシューズの機能設計
5　おわりに

第15節　井桁構造の作り方　≪當間　隆司≫
1　はじめに
2　井桁構造
3　井桁構造の応用
4　まとめ

第16節　 付加製造による新しいものづくり
─競技用義足ソケットの製造を例とした付加製造応用の試み─　≪新野　俊樹≫
1　はじめに
2　付加製造によるものづくり
3　対象選びと三位一体の開発
4　製品力の向上
5　設計力の向上
6　製造力の向上
7　おわりに

第17節　腸のやわらかい運動を規範とした蠕動運動型ミキシングポンプ　≪中村　太郎≫
1　はじめに：高粘度流体・固液混合流体の搬送や混合について
2　腸の蠕動運動
3　蠕動運動型ミキシングポンプ
4　蠕動運動型ミキシングポンプの応用事例

第18節　ソフトロボットの作り方　≪鈴森　康一≫
1　はじめに
2　FMA（フレキシブルマイクロアクチュエータ）を用いたソフトロボットの作り方
3　医用ソフトロボットの作り方
4　細径マッキベン人工筋を用いたソフトロボットの作り方
5　化学反応を利用した自立型ロボット

第19節　生き物のようなロボットの作り方　≪梅舘　拓也≫
1　生き物のこと，案外みんなわかっていない
2　生き物のようなロボットを作るには
3　おわりに

第20節　人工筋肉，BZ 反応振動の作り方　≪前田　真吾／山田　雄平≫
1　はじめに
2　自発的に運動するハイドロゲル
3　Belousov-Zhabotinsky（BZ）反応
4　BZ ゲル
5　BZ ゲルのロコモーション
6　ゲルの蠕動運動
7　ミクロ相分離BZ ゲルの熱サイクルと仕事の最大化
8　BZゲルポンプ
9　おわりに

第21節　インフレータブルの作り方　≪鳴海　紘也／新山　龍馬／川原　圭博≫
1　インフレータブルを「作る」
2　パウチモーターとリキッドパウチモーター
3　ドロップステッチファブリック
4　おわりに

第22節　細胞版3D プリンターおよび3D 組織の作り方　≪秋枝　静香≫
1　はじめに
2　3 次元組織の構築
3　バイオ3D プリンター
4　サイフューズのバイオ3D プリンター
5　バイオ3D プリンターを用いた臨床開発事例
6　おわりに

第23節　やわらかハンドの作り方　≪多田隈　建二郎≫
1　はじめに：やわらかハンドとは
2　指ありハンド
3　指なしハンド
4　膨張式ハンド
5　柔剛の切り替えを行うハンド
6　実施例

コラム③　液滴やベシクルから考えるやわらかものづくり　≪吉田　一也≫
1　はじめに
2　細胞内相分離と膜
3　液滴やベシクルを活用した研究例
4　おわりに

第4部　やわらかものづくりの評価技術
第1節　力学特性・ソフトセンサー・センサー／AI 活用
　≪須藤　郁馬／亀岡　将成／櫻井　佑真／廣瀬　航佑／鳥羽　慶／小川　純／古川　英光≫
1　はじめに
2　ゲルの圧縮
3　ゲルの引張試験
4　圧電フィルムによる異なるやわらかさを持つ材料のセンシング
5　ソフトセンサーによる触感認知AI
6　おわりに

第2節　食品のテクスチャー
　≪相磯　孝輔／倉持　丘帆／茂木　勇志／一森　湧／川上　勝／古川　英光≫
1　はじめに
2　テクスチャーの定義
3　テクスチャー試験（TPA 試験）の動作原理，解析
4　クリープメータの動作原理，解析
5　食品3D プリンターで製作したクッキーのテクスチャー解析
6　レーザー方式食品3D プリンターで製作した食品のテクスチャー解析例
7　おわりに

第3節　含水率・膨潤率　≪青山　響／亀岡　将成／渡邉　洋輔／小川　純≫
1　はじめに
2　含水率（膨潤率）の測定方法
3　含水率の変化に伴い影響を及ぼす物性値
4　膨潤，高含水率を利用した研究
5　おわりに

第4節　レオロジー　≪佐藤　貴風／古川　英光≫
1　はじめに
2　粘弾性
3　静的粘弾性測定
4　動的粘弾性測定
5　ゲルのレオロジー
6　粘弾性をデザインできる人工的なソフト材料の開発
7　おわりに

第5節　摩　擦　≪森　智晴／佐藤　大介／古川　英光≫
1　はじめに
2　滑り摩擦の状態
3　潤滑モード
4　塑性変形材料の摩擦
5　ゴムなどのエラストマーの摩擦
6　ゲルの摩擦
7　ゲルの摩擦制御
8　ゲルの低摩擦性の利用

第6節　吸収分光・光量測定・AFM　≪相磯　孝輔／櫻井　佑真／鳥羽　慶／川上　勝≫
1　はじめに
2　吸収分光
3　光量測定
4　AFM によるやわらかい物質の測定

第7節　電気化学特性
　≪佐藤　大介／小林　竜也／ Ajit Khosla ／渡邉　洋輔／小川　純≫
1　はじめに
2　イオン液体・イオンゲル
3　イオン液体・イオンゲルの電気化学特性
4　おわりに

第8節　走査型顕微光散乱
　≪志賀　郁也／青山　響／亀岡　将成／一森　湧／渡邉　洋輔／小川　純／古川　英光≫
1　はじめに
2　動的光散乱
3　走査型顕微光散乱
4　ゲルの動的光散乱の測定例
5　おわりに

第9節　3D スキャン技術（寸法測定）・アイトラッキング
　≪鈴木　康海／落合　俊樹／鳥羽　慶／渡邉　洋輔／小川　純≫
1　はじめに
2　ゲルの3D スキャナー
3　アイトラッキング
4　おわりに

第10節　密着性試験　≪硯里　善幸／武田　真一≫
1　密着・接着特性
2　遠心式多検体同時接着強度試験装置の原理
3　測定例紹介
4　まとめ

第11節　やわらか表面における濡れ現象とその評価　≪野々村　美宗≫
1　はじめに
2　濡れ現象の物理モデルと評価法
3　接触角と表面張力の評価法
4　やわらか表面で起こる濡れ現象
5　濡れ現象のダイナミクスとその応用
6　生体表面における濡れ現象のダイナミクス
7　おわりに