展示テーマ

シリコンフォトニクスなどと集積が可能な超多波長光源である集積光周波数コムについて紹介します。集積光周波数コム光源による波長多重光伝送とテラヘルツ波伝送についてそれぞれ説明します。

サスティナブル量子AI研究センターでは、量子ソフトウェアとHPC・シミュレーション技術の融合により、サスティナブルなAI技術を開拓するべく研究を進めています。量子機械学習、量子埋め込み、量子最適化、量子HPCそれぞれのトピックにおける最近の研究報告を行います。

材料開発をはじめとした各種製造業におけるDX推進により、ブラックボックス最適化の需要がますます高まっています。我々は、機械学習技術とイジングマシンとを組み合わせたブラックボックス最適化手法FMQAと呼ばれる方法を提案し、その応用範囲を広げる研究開発を行っています。

量子コンピュータと従来計算機とを組み合わせた「量子・古典ハイブリッド計算システム」の構築を目指した研究開発を行っています。特に、量子・古典ハイブリッド計算システムのポテンシャルを最大限引き出すためのアルゴリズム構築ならびに量子・古典ハイブリッド計算システムに適した応用探索を進めています。

量子コンピュータや各種の量子デバイスがつながれたネットワーク、すなわち量子ネットワークの実現を目指して、長期的な研究に取り組んでいます。

アナログ光ファイバ無線（RoF）システムについて、大電力伝送光ファイバ無線技術、遠隔多チャンネルアンテナ技術、狭小セルに対する高機能RoF制御技術を開発しています。これにより、周波数利用効率の向上、RoFシステムのキャリア間共有の実現、基地局信号処理部の低消費電力化を実現します。

レベル４以上の自動運転では、多数のセンサが搭載され、数十Gbpsの情報をセンサから車載コンピュータに伝送する必要があります。電気配線では、電磁的環境やケーブル性能から大容量化が困難であり、光技術の利用が必要です。高信頼な車載光ネットワーク構成を提案して、原理確認実験を行いました。

⼈⼯知能が⾼度な情報処理をするためには、学習に⽤いるデータが必要になります。⽥中研究室と石黒研究室では、新材料で構成された低消費電力・高集積可能なデバイスを⽤いて⽇常空間内の様々な物理的・化学的なデータのセンシングを⾏っています。

人間の認知・行動特性に基づいて、ドライバーの運転支援や自動運転中のドライバーへの情報提供、自動運転車の意図や状態を周囲交通参加者に表明するためのHMI(Human Machine Interaction)の設計や評価に関する研究に取り組み、様々な提案を行っています。

環境・健康に向けた、より簡単な化学・バイオセンシングデバイスの研究を行なっています。当研究室では、安価で使い捨て可能な紙を基板とし、作製方法に印刷技術を応用することで、フレキシブルなデバイス設計及び大量生産の実現を目指しています。

医薬品の中には分子間の凝集性が強く、水に溶けにくい性質を持つため、医薬品開発が困難なものがあります。その代表例のインスリンも水には溶けませんが、高濃度UFB水により溶解（分散）することを示しました。液中TEM観察の結果、UFBの外周にインスリン分子が吸着していることが示唆されました。

MEMS（微小電気機械システム）の力センサ素子を使った小型で高感度な風速センサや水中流速センサなどを研究開発し、ドローンなどへの応用を進めています。また新しい原理を使った触覚センサやフォースプレートなどを研究開発しています。

移動に不安を抱える人にもっと幅広い活動の機会を提供するべく半自動車いすFeelingを開発しています。 Feelingは、体重移動によりハンズフリーかつ簡単に操作可能な電動車いすです。力センサ付きのベルトによるユーザの推定と障害物回避システムを統合した半自動運転により高い操作性と安心感を実現します。

新しいナノデバイスや異種の技術を組み合わせていくことで、低消費電力・高性能な情報処理集積システムの実現を目指しています。銅を代替する微細配線、脳神経を模倣したニューロモルフィック回路、ループヒートパイプを用いた三次元水冷技術、クライオCMOSを用いた極低温での量子ビット制御などに取り組んでいます。

人工知能技術（AI技術）によって、人間の音声の認識・理解・合成技術が大きく発展しています。本発表では、2024年に新しく設置された情報工学科 高道研究室における種々の活動を紹介します。

量子技術の社会実装を目的として、量子カーネルを埋め込んだ機械学習、特に異常検知の研究を実施しています。画像、時系列の２つについて取り組んでいますが、今回、出荷検査の現場における画像データを用いた正常と異常の識別の研究成果を紹介します。

化学工業におけるエネルギー消費の約４割を分離・精製が占めると言われています。このため、省エネを目的として多孔物質を用いた液体分離法が研究されています。類似分子（特に各種アルカン）の膜透過性の違いを、U字管実験で視覚化してみた結果、分離精製に役立ちそうな基本的な課題をいくつか見出しました。

音響浮揚法とは超音波で物質を浮揚させる技術であり、生体分子の取り扱いに特に有効です。本研究では音響浮揚で浮かせた液滴を新規反応場として利用する方法を検討しています。クリック反応を対象に、水滴に加え有機溶媒含有液滴についても検証し、反応効率化に加え、利用可能な基質の適用範囲が広がりました。

近赤外光を用いた光干渉断層計を構築し、卵巣組織に存在する直径20 µm程度の原始卵胞を非侵襲で可視化する技術を研究しています。機械学習を用いて断層画像から卵胞を高精度に検出する手法も併せて提案しています。思春期・若年成人がん患者の卵巣組織を凍結保存する次世代生殖医療への貢献が期待されています。

パーソナル医療やテーラーメイド医療の普及にはストレスフリーで生体に貼付できるウェラブルデバイスが有用です。我々は微細な正弦波形状を配列した新たな導電シートを開発しました。高い導電性と延伸性を有するため、立体的な曲面を有する生体組織に直接貼付するバイオセンサへの応用が期待されます。