2024/09/19 更新

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ヨシダ タカシ
吉田 敬
YOSHIDA TAKASHI
所属
システム情報科学研究院 電気システム工学部門 教授
先進電気推進飛行体研究センター (併任)
超伝導システム科学研究センター (併任)
工学部 電気情報工学科(併任)
統合新領域学府 オートモーティブサイエンス専攻(併任)
システム情報科学府 電気電子工学専攻(併任)
職名
教授
連絡先
メールアドレス
電話番号
0928023687
プロフィール
研究   迅速・高感度な磁気バイオセンサ・磁気粒子イメージングシステムの開発。   高トルク・高効率なPMSM, 超伝導モータの設計開発。 教育   学部:電磁気学,パワーエレクトロニクス   大学院:電磁エネルギー変換特論
外部リンク

学位

  • 博士(工学)

経歴

  • 2004年4月〜2005年3月:九州大学大学院工学研究院知能機械システム部門   

研究テーマ・研究キーワード

  • 研究テーマ: 高磁束密度・高出力密度モータおよび磁気ギアに関する研究

    研究キーワード: 同期モータ、誘導モータ、超伝導モータ、高磁束密度、高出力密度

    研究期間: 2015年4月

  • 研究テーマ: 磁気微粒子イメージングの開発

    研究キーワード: 磁気微粒子

    研究期間: 2010年4月

  • 研究テーマ: 迅速・高感度な磁気バイオセンサの開発

    研究キーワード: バイオセンサ、ブラウン磁気緩和、

    研究期間: 2009年5月

  • 研究テーマ: SLIMの吸引垂直力の脈動低減に関する研究

    研究キーワード: 端効果、電磁界解析

    研究期間: 2006年4月 - 2009年4月

  • 研究テーマ: 空気浮上ハイブリッドリニア車両に関する研究

    研究キーワード: ハイブリッドリニア、空気浮上

    研究期間: 2003年4月 - 2008年3月

受賞

  • 日本磁気学会優秀研究賞

    2023年9月   日本磁気学会  

  • 電気学会全国大会功労賞

    2018年3月   電気学会  

  • マグネティックス技術委員会研究奨励賞

    2011年8月   電気学会  

  • 電気学会発表論文賞B

    2003年1月   電気学会  

論文

  • Harmonic signals of magnetic nanoparticle in suspension for biosensing application: Comparison of properties between Brownian- and Néel-dominant regions 査読 国際誌

    Enpuku, K; Sun, Y; Zhang, HC; Yoshida, T

    JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS   579   170878   2023年8月   ISSN:0304-8853 eISSN:1873-4766

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Journal of Magnetism and Magnetic Materials  

    We have studied harmonic signals caused by the nonlinear AC magnetization (M-H) curve of magnetic nanoparticles (MNPs) suspended in solution. First, numerical simulations were performed for wide ranges of the MNP parameters and the excitation fields that are commonly used in biosensing applications. As an example, the third harmonic signal was mainly studied. Because the AC M-H curve for the suspended MNPs is affected by both Brownian and Néel relaxations, we demonstrated the condition that determines the dominant relaxation. We emphasize that the MNP's behavior changes from Brownian-dominant to Néel-dominant relaxation when the amplitude of the excitation field is increased, even when the MNP parameters are fixed. The properties of the harmonic signals in the Brownian- and Néel-dominant cases were compared, and the differences between the two cases were clarified. The relationships among the higher harmonic signals were also presented. Next, an analytical expression for the third harmonic signal was obtained for both the Brownian- and Néel-dominant cases. In the Néel-dominant case, the alignment of the easy axes caused by the AC field was taken into account. We demonstrated good agreement between the simulation and the analysis results. Finally, harmonic signals were measured using a commercial MNPs sample. Reasonable agreement was obtained between experiment and analysis. The results obtained will be useful for biosensing applications.

    DOI: 10.1016/j.jmmm.2023.170878

    Web of Science

    Scopus

    リポジトリ公開URL: https://hdl.handle.net/2324/6794437

  • Estimation of hydrodynamic size distribution of magnetic nanoparticles based on AC magnetization harmonics for magnetic immunoassay 査読 国際誌

    Sun Y., Zhang H., Yamamura S., Du Z., Yoshida T.

    International Journal on Magnetic Particle Imaging   9   2303017   2023年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:International Journal on Magnetic Particle Imaging  

    Magnetic nanoparticles (MNPs) have been widely studied for use in biomedical applications such as magnetic immunoassay. The hydrodynamic size distribution is an important physical characteristic for estimating the binding behavior in magnetic immunoassay. In this study, we proposed a method to estimate the hydrodynamic size distribution of MNPs based on the AC magnetization harmonics. The matrix equation of hydrodynamic size distribution was constructed based on the Fokker-Planck equation dominated by Brownian relaxation, and inversed by a Tikhonov regularization least squares algorithm. The simulation results show that the proposed method can accurately estimate the hydrodynamic size distribution, which is expected to be useful for biosensor applications.

    DOI: 10.18416/IJMPI.2023.2303017

    Scopus

  • Numerical Study on the Magnetization Characteristics of Chainlike Magnetic Nanoparticles 査読 国際誌

    Zhang, HC; Sun, Y; Du, ZZ; Sasayama, T; Yoshida, T

    IEEE MAGNETICS LETTERS   64   2022年12月   ISSN:1949-307X eISSN:1949-3088

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IEEE Magnetics Letters  

    This work investigated chainlike magnetic nanoparticles (CMNPs), which are a type of magnetic nanoparticle (MNP) with a dipole-dipole interaction in which individual nanoparticles are connected to form a chainlike structure. We numerically analyzed the ac magnetization characteristics of the CMNP and the single-core MNP (SMNP) using the Landau-Lifshitz-Gilbert equation. Owing to the magnetic dipole-dipole interaction, the magnetization of the CMNP is approximately 10 times that of the SMNP under a certain excitation field. MNPs with a chainlike structure are thus expected to have enhanced magnetization characteristics and better performance in medical applications. Additionally, it was found that stronger magnetization can be expected from a CMNP connecting 10 or more magnetic cores with a size of approximately 10-12 nm.

    DOI: 10.1109/LMAG.2022.3231819

    Web of Science

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  • Quantitative explanation of the difference in AC magnetization curves between suspended and immobilized magnetic nanoparticles for biomedical application 査読 国際誌

    @Keiji Enpuku, #Shuya Yamamura, @Takashi Yoshida

    JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS   564   170089   2022年12月   ISSN:0304-8853 eISSN:1873-4766

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Journal of Magnetism and Magnetic Materials  

    We study the difference in AC magnetization (M−H) curves between suspended and immobilized magnetic nanoparticles (MNPs). We use three commercial MNP samples that are often used for biomedical application. First, we measure the hysteresis area of the AC M−H curve, A, when the amplitude of the excitation field, Hac, is changed. The A vs Hac curve is compared with previously obtained analytical results by taking account of the MNP size distribution in the sample. We show that they quantitatively agree for both suspended and immobilized samples. From the comparison, we clarify the mechanism that determines the AC M−H curve of a suspended sample. For high Hac, the Néel relaxation becomes dominant in the suspended sample, and alignment of easy axes caused by the AC field increases the hysteresis loss compared to the immobilized case. The effect of Brownian relaxation in the suspended sample increases with decreasing Hac and gives additional loss at low field. The portion of Néel-relaxation- and Brownian-relaxation-dominant MNPs in the sample is quantitatively evaluated. We also clarify the difference in harmonic signals between suspended and immobilized samples. Finally, we discuss the condition for the MNP parameters and excitation field that determines the dominant relaxation mechanism in a suspended sample.

    DOI: 10.1016/j.jmmm.2022.170089

    Web of Science

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    リポジトリ公開URL: https://hdl.handle.net/2324/6794438

  • Superparamagnetic-blocked state transition under alternating magnetic fields: towards determining the magnetic anisotropy in magnetic suspensions 査読 国際誌

    @David Cabrera, @Takashi Yoshida, @Teresa Rincón-Domínguez, @J.L.F Cuñado, @Gorka Salas, @Alberto Bollero, @María del Puerto Morales, @Julio Camarero, @Francisco J. Teran

    NANOSCALE   14 ( 24 )   8789 - 8796   2022年5月   ISSN:2040-3364 eISSN:2040-3372

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Nanoscale  

    The potential of magnetic nanoparticles for acting as efficient catalysts, imaging tracers or heating mediators relays on their superparamagnetic behaviour under alternating magnetic fields. In spite of the relevance of this magnetic phenomenon, the identification of specific fingerprints to unequivocally assign superparamagnetic behaviour to nanomaterials is still lacking. Herein, we report on novel experimental and theoretical evidences related to the superparamagnetism observed in magnetic iron oxide nanoparticle suspensions at room temperature. AC magnetization measurements in a broad field frequency range from mHz to kHz and field intensities up to 40 kA m−1 unambiguously demonstrate the transition from superparamagnetic to blocked states at room temperature. Our experimental observations are supported by a theoretical model based on the stochastic Landau-Liftshitz-Gilbert equation. An empirical expression is proposed to determine the effective magnetic anisotropy from the field frequency value beyond which AC magnetization shows hysteretic behaviour. Our results significantly improve the understanding and description of the superparamagnetism of iron oxide nanoparticles, paving the way towards a more efficient exploitation of their unique magnetic properties.

    DOI: 10.1039/d2nr00808d

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

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書籍等出版物

  • Bioimaging Imaging by Light and Electromagnetics in Medicine and Biology

    @Shoogo Ueno, @Mako Kamiya, @Yasuteru Urano, @Yasuyuki Ozeki, @Hideaki Kano, @Naoki Fukutake, @Masaki Sekino, @Takashi Yoshiura, @Kouhei Kamiya, @Yuichi Suzuki, @Osamu Abe, @Keiji Enpuku, Takashi Yoshida, @Moriaki Kusakabe, @Qin Sun, @Frank S. Prato, @Donna E. Goldhawk, @Masakazu Iwasaka, @Osamu Hiwaki(担当:共著)

    CRC press Taylor & Francis Group  2020年5月 

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    記述言語:英語   著書種別:学術書

    DOI: https//doi.org/10.1201/9780429260971

講演・口頭発表等

  • トポロジー最適化を用いた永久磁石同期モータの有限要素法解析による高出力密度化の検証

    #汪世梁,#毛健,@佐々滉太,@吉田敬

    令和6年電気学会全国大会  2024年3月 

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    開催年月日: 2024年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:徳島大学   国名:日本国  

  • 高調波磁化を用いた磁性ナノ粒子の状態識別法の開発

    #藤堂瑞貴,#松崎勇海,@吉田敬

    令和6年電気学会全国大会  2024年3月 

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    開催年月日: 2024年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:徳島大学   国名:日本国  

  • 三次元MPIスキャナーの設計と性能検証

    #王浩哲,#孫毅,#張昊晨,@吉田敬

    令和6年電気学会全国大会  2024年3月 

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    開催年月日: 2024年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:徳島大学   国名:日本国  

  • ハルバッハ配列による空飛ぶクルマ滑走用超伝導リニア同期モーターの漏れ磁場軽減についての検討

    #吉田景,@佐々滉太,@宮崎寛史,@岩熊成卓,@吉田敬

    令和6年電気学会全国大会  2024年3月 

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    開催年月日: 2024年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:徳島大学   国名:日本国  

  • 半導体露光装置ウエハステージ用高推力リニア同期モータの推力リップル率低減

    #横山空羅,@佐々滉大, @吉田敬

    令和6年電気学会全国大会  2024年3月 

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    開催年月日: 2024年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:徳島大学   国名:日本国  

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MISC

  • 九州大学伊都キャンパス

    吉田 敬

    電気学会誌   2019年12月

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    記述言語:日本語  

    DOI: https://doi.org/10.1541/ieejjournal.139.557

  • 九州支部における年次活動

    吉田 敬

    電気学会誌   2019年8月

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    記述言語:日本語  

    DOI: https://doi.org/10.1541/ieejjournal.139.557

  • 九州大学 システム情報科学研究院 電気システム工学部門 吉田研究室

    吉田 敬

    照明学会誌   2019年7月

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    記述言語:日本語  

  • 九州支部における最近の活動状況~電気・情報関係学会九州支部連合大会~

    吉田 敬

    電気学会誌   2019年4月

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    記述言語:日本語  

    DOI: https://doi.org/10.1541/ieejjournal.139.245

  • 下水バイオガスから作った水素を地産地消!~福岡市中部水処理センターを訪ねて~

    吉田 敬

    電気学会誌   2018年11月

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    記述言語:日本語  

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産業財産権

特許権   出願件数: 0件   登録件数: 0件
実用新案権   出願件数: 0件   登録件数: 0件
意匠権   出願件数: 0件   登録件数: 0件
商標権   出願件数: 0件   登録件数: 0件

所属学協会

  • 電気学会

  • IEEE

  • 日本磁気学会

  • 計測自動制御学会

委員歴

  • 電気学会 磁気センサとAI 技術を活用したセンシングシステム   専門調査委員   国内

    2023年4月 - 2025年3月   

  • 電気学会九州支部   協議委員   国内

    2022年4月 - 現在   

  • 電気学会 次世代ヘルスケアのための磁気による挑戦的技術調査専門委員会   調査専門委員   国内

    2021年10月 - 2024年9月   

  • 電気学会 磁気センサと機械学習の活用調査専門委員会   委員   国内

    2020年4月 - 2022年3月   

  • IEEE Fukuoka section   Secretary   国際

    2020年1月 - 2022年12月   

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学術貢献活動

  • Session chair 国際学術貢献

    2023 Joint Workshop: International Workshop on Magnetic Bio-sensing and Sino-German Workshop on Magnetic Nanoparticle Detection & Imaging  ( 北京 ) 2024年4月

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    種別:大会・シンポジウム等 

    参加者数:100

  • オーガナイザー

    第9回バイオマグネティックス専門研究会  ( オンライン ) 2024年2月

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    種別:大会・シンポジウム等 

    参加者数:50

  • オーガナイザー

    第241回研究会/第8回バイオマグネティックス専門研究会  ( オンライン ) 2023年3月

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    種別:大会・シンポジウム等 

    参加者数:50

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2023年

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    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:12

    国際会議録 査読論文数:3

  • 学術論文等の審査

    役割:査読

    2022年

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    種別:査読等 

    外国語雑誌 査読論文数:20

    日本語雑誌 査読論文数:1

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 高度バイオエンジニアリングの実現に向けた磁性ビーズの磁化ダイナミクス現象の解明

    2023年4月 - 2025年3月

    日本 

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    担当区分:研究代表者 

    マイクロマグネティクス解析、高度な磁化ダイナミクスの計測実験、これらによって得られる大量なデータの解析を行うことで、磁性ビーズを用いた高度バイオエンジニアリングの実現に必要な基盤技術である「ナノ~マイクロメートルサイズのマルチコア磁性ビーズの磁化ダイナミクス現象の解明」と「バイオエンジニアリング応用磁性ビーズの設計指針の確立」に挑戦する。

  • 高度バイオエンジニアリングの実現に向けた磁性ビーズの磁化ダイナミクス現象の解明

    研究課題/領域番号:23K17750  2023年 - 2024年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    吉田 敬

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

    本研究では、マイクロマグネティクス解析、高度な磁化ダイナミクスの計測実験、これらによって得られる大量なデータの解析を行うことで、磁性ビーズを用いた高度バイオエンジニアリングの実現に必要な基盤技術である「ナノ~マイクロメートルサイズのマルチコア磁性ビーズの磁化ダイナミクス現象の解明」と「バイオエンジニアリング応用磁性ビーズの設計指針の確立」に挑戦する。

    CiNii Research

  • 磁気マーカーの高調波磁化を用いた粒径推定法の開発および磁気的免疫検査への展開

    研究課題/領域番号:23K20940  2021年4月 - 2025年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    吉田 敬

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    資金種別:科研費

    磁気マーカーの高調波磁化の粒径dHおよび周波数依存性を実験・数値解析の両面から明らかにする。この結果を基に、粒径dH = 5nmの変化を正確に表す、高精度な高調波磁化ダイナミクスのモデル化を行う。
    次に、得られた高調波磁化モデルをベースに、分解能5nmの精度を持った粒径dH推定法を開発する。
    最後に、この粒径dH推定という新規な手法を用いた磁気的免疫検査法を開発し、迅速・高感度・高精度なバイオ物質検査システムを実現する。

    CiNii Research

  • 磁気マーカーの高調波磁化を用いた粒径推定法の開発および磁気的免疫検査への展開

    2021年4月 - 2025年3月

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    担当区分:研究代表者 

  • 磁気マーカーの高調波磁化を用いた粒径推定法の開発および磁気的免疫検査への展開

    研究課題/領域番号:21H01343  2021年 - 2024年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

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    担当区分:研究代表者  資金種別:科研費

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教育活動概要

  • 学部講義,大学院講義,研究室学生への卒論・修論・博論指導

担当授業科目

  • パワーエレクトロニクスⅡ

    2023年12月 - 2024年2月   冬学期

  • 電気工学基礎Ⅱ

    2023年12月 - 2024年2月   冬学期

  • 電気工学基礎

    2023年10月 - 2024年3月   後期

  • パワーエレクトロニクス

    2023年10月 - 2024年3月   後期

  • 電磁気学Ⅰ(EE)

    2023年10月 - 2023年12月   秋学期

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FD参加状況

  • 2023年9月   役割:参加   名称:【シス情FD】Top10%論文/Top10%ジャーナルとは何か: 傾向と対策

    主催組織:部局

  • 2023年3月   役割:参加   名称:【シス情FD】独・蘭・台湾での産学連携を垣間見る-Industy 4.0・量子コンピューティング・先端半導体-

    主催組織:部局

  • 2022年9月   役割:参加   名称:【シス情FD】研究機器の共用に向けて

    主催組織:部局

  • 2022年6月   役割:参加   名称:【シス情FD】電子ジャーナル等の今後について

    主催組織:部局

  • 2022年4月   役割:参加   名称:【シス情FD】第4期中期目標・中期計画等について

    主催組織:部局

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その他教育活動及び特記事項

  • 2023年  クラス担任  学部

  • 2022年  クラス担任  学部

  • 2021年  クラス担任  学部

  • 2020年  クラス担任  学部

  • 2019年  クラス担任  学部

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社会貢献・国際連携活動概要

  • 磁気ナノ粒子の特性評価について海外大学と共同研究を行っている。

社会貢献活動

  • 中学生の科学実験教室

    2020年8月

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    対象:幼稚園以下, 小学生, 中学生, 高校生

    種別:セミナー・ワークショップ

  • 中学生の科学実験教室

    2016年8月

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    対象:幼稚園以下, 小学生, 中学生, 高校生

    種別:セミナー・ワークショップ

メディア報道

  • 先進電気推進飛行体センターの紹介を行った. テレビ・ラジオ番組

    RKB  2019年7月

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    先進電気推進飛行体センターの紹介を行った.

外国人研究者等の受け入れ状況

  • 受入れ期間: 2018年11月 - 2020年10月   (期間):1ヶ月以上

    国籍:エジプト・アラブ共和国

    専業主体:日本学術振興会

  • 受入れ期間: 2018年11月 - 2020年7月   (期間):1ヶ月以上

    国籍:中華人民共和国

    専業主体:日本学術振興会

海外渡航歴

  • 2024年3月

    滞在国名1:スイス連邦   滞在機関名1:Art Nouveau Hotel Paxmontana

  • 2023年11月

    滞在国名1:中華人民共和国   滞在機関名1:Beihang University

  • 2023年3月

    滞在国名1:ドイツ連邦共和国   滞在機関名1:アーヘン工科大学

  • 2019年11月

    滞在国名1:台湾   滞在機関名1:National Taiwan Normal University

  • 2019年7月

    滞在国名1:アメリカ合衆国   滞在機関名1:Connecticut Convention Center

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学内運営に関わる各種委員・役職等

  • 2022年4月 - 2026年3月   研究院 教務委員

  • 2021年4月 - 2022年3月   部門 主任教授

  • 2020年4月 - 2021年3月   学府 入試委員

  • 2019年4月 - 2021年3月   学府 研究活動交流会委員会

  • 2019年2月 - 2021年3月   学府 学府改組WG

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