൐ཤఱ‫ڠ‬ഩ‫ܨ‬೒૞ࡄ‫ݪ‬ਫ਼Research Institute of Electrical Communication
Tohoku University
2020 2021

目次

CONTENTS

所長あいさつGreeting from the Director……………… 2

研究所のビジョン

Institute Vision……………… 4沿

革Chronology……………… 6組

織Organization………………10

共同プロジェクト研究

Nation-wide Cooperative Research Projects………………16

研究部門

Research Divisions

情報デバイス研究部門

Information Devices Division………………18

ブロードバンド工学研究部門

Broadband Engineering Division………………27

人間情報システム研究部門

Human Information Systems Division………………36

システム・ソフトウェア研究部門

Systems & Software Division………………45

附属研究施設Research Facilities

ナノ・スピン実験施設

Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics………………52

ブレインウェア研究開発施設

Laboratory for Brainware Systems………………59

21 世紀情報通信研究開発センター

Research Center for 21st Century Information Technology………………66

高等研究機構新領域創成部

Division for the Establishment of Frontier Sciences………………73

機動的研究グループ

Ad-hoc Research Groups………………76

やわらかい情報システムセンター

Flexible Information System Center………………79

研究基盤技術センター

Fundamental Technology Center………………80

安全衛生管理室Management Office for Safety and Health………………81

研究活動

Research Activities

東北大学電気通信研究所工学研究会

Study Groups on Electrical Communication………………82

東北大学電気通信研究所シンポジウム

Symposiums Organized by the Institute………………83

出 版 物

Periodicals Published by the Institute………………86

教育活動

Educational Activities………………87

国際活動

International Activities………………88

広報活動

Publicity Activities………………90

職

Staff………………91

員

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

1

所長あいさつGREETING FROM THE DIRECTOR「人間性豊かなコミュニケーションの実現」が、電気通信研究所のミッションです。コ
ミュニケーションが人間社会にとって持つ意味は計り知れません。情報通信技術は、コ
ミュニケーションのあり方を大きく変え、人間の持つ限界を超えた情報交換を実現してきました。現代におけるコミュニケーション、情報通信は、人と人から人とモノ、モノとモノとその対象を広げ、また空間的時間的限界を拡張し続けています。本所は、さらにその先の豊かな情報社会の実現を目指し、我が国の学術と社会の繁栄に資すると共に
広く人類社会の福祉に貢献することを目的としています。
2020 年はパンデミックの年として記憶されるかもしれません。新型コロナウイルスに感染し、命を落とされた方、苦しんでいる方、ご家族、関係者には、お悔やみ、お見舞
い申し上げます。また、事態収拾に向けた多大な努力し、それを続けておられる方々には心から敬意を表します。本所としても、その理念に沿った責務を果たすべきであると考えます。情報の発信や拡散が社会に大きな影響を与えることは、今回の新型コロナウ
イルス感染拡大に関しても顕著に示されています。また、遠隔会議や授業、診療のあり方についても注目されています。いずれも情報通信に関する研究拠点における、直接的あるいは間接的な研究対象ということができます。これらの例に限らず迅速に解決が望まれる社会課題への対応は、将来のよりよい情報社会の構築を目指した本所の活動の重要な部分でもあります。本所がこれまで、時代に先駆けた情報通信の新しい世界を開き、新産業創成につながる基盤技術の創造と産学連携による実用化、それらを通じた教育と人材育成を強力に進めてきたのは下に記す通りです。今後も情報通信そのものを変革するような大学らしいイノベーションで時代を切り拓くための努力を続け、人間性豊かなコミュニケーションの実現を通じて、人類社会の福祉に貢献をする所存です。
電気通信研究所 所長
本所は 1935 年の設置以来、磁気記録や半導体・光通信をはじめとした現代の情報通信
塩 入諭の基盤をなす研究成果を挙げ、世界をリードしてきました。これらの実績の上に、情報
Research Institute of
通信分野での研究拠点として活動を継続し、現在も豊かな情報社会を作るために成果をElectrical Communication
積み上げています。研究推進のために、材料、デバイス、通信方式、ネットワーク、人(RIEC)
間情報、ソフトウェアなど広く関連研究分野に研究室を配し、ハードウェア技術とソフ
Prof. Satoshi Shioiri
トウェア技術の融合、他機関との連携による文理連携など、研究者間の有機的連携も実
Director
現できる体制を組織しています。
研究組織は、4 つの研究部門、2 つの施設と 1 つのセンターからなり、研究部門は長期的な視点による研究を、施設は中期的成果を目指す研究を、センターは産学連携による実用化を含めた短期的な研究を受け持っています。研究部門は、次世代情報通信工学の基盤となるべき革新的情報デバイスの創生を目指す「情報デバイス研究部門」、無線と光通信の融合及びそれを支えるデバイスの創出を目指す「ブロードバンド工学研究部門」、人間と環境が調和した高度な情報社会を築くために、人間の情報処理過程の解明を目指す「人間情報システム研究部門」及び情報通信システムの高度化、高次化のためのソフトウェアやシステム技術の進展を目指す「システム・ソフトウェア研究部門」です。２つの施設は、ナノテクノロジーに基づいた材料・デバイス技術の研究を総合的・集中的に推進する「ナノ・スピン実験施設」と、現在の情報技術の壁を打ち破る知的集積システムの構築を目指す「ブレインウェア研究開発施設」、センターは所内外の研究者と連携し、短期の研究プロジェクトを推進する「二十一世紀情報通信研究
開発センター（IT21 センター）」であり、それぞれ部門における研究成果からの展開研究の場として位置付けられています。また、東北大学高等研究機構の新領域創成部として、2018 年に多感覚情報統合認知システム分野、2019 年にスピントロニクス・CMOS 融合脳型集積システム分野をそれぞれ文学研究科、工学研究科の教授との連携のもと設置しました。これらは、将来の研究領域開拓に向けた本所の事業です。
本所は、2010 年度に文部科学省から情報通信共同研究拠点として共同利用・共同研究拠点の認定を受け、情報通信、コミュニケーショ
ン科学技術研究を牽引する役割を担っています。拠点としての主要な活動として、外部の研究者と進める共同プロジェクト研究を実施
しています。国公私立大学や民間の企業などの研究者との連携を推進するこの事業は多くの成果に繋がり、2016 年度から第 3 期中期
目標期間の事業を進めています。時代の要請にあわせて制度を改善し、現在は国際化、若手支援、産学連携に対する重点支援を実施しています。その効果もあり、数年にわたり参画者が増加しています。本年度も 100 を超えるプロジェクトと 1000 名を超える参画者を得ることができ、産業界との連携、国際的な展開や若手が中心となるプロジェクトも含め、一層の発展を期待しています。
本所で進めるプロジェクトには、2014 年度から国の特別経費の支援により「人間的判断の実現に向けた新概念脳型 LSI 創出事業」があります。この事業により、実世界を相手にする人工知能などの高次の情報処理を LSI としての具現化を目指します。それに加え、所を中核とした複数の研究開発プロジェクトを学内外で展開しています。まず、本所の教員が中心となり進めてきたスピントロニクス研
究は、2017 年に東北大学の指定国立大学として認定された際の将来構想の中で、4 つの世界トップレベル研究拠点のひとつとして位置づけられています。これまで最先端研究開発支援プログラム (FIRST) 及び革新的研究開発推進プログラム（ImPACT）を遂行してきた「省エネルギー・スピントロニクス集積化システムセンター」を 2019 年 4 月に改組して、「先端スピントロニクス研究開発センター」が設置され、2020 年度からは高等研究機構に移管され、国の支援の下、運営しています。そこでは国際的産学連携コンソーシアムの構築を目指す「国際集積エレクトロニクス研究開発センター」、国際的人材の育成を目指す「スピントロニクス国際共同大学院」、国内共同研究の促進を担う「スピントロニクス学術連携研究教育センター」と連携して、世界トップレベル拠点の形成に取組んでいます。2011
年 10 月には、東日本大震災を受けて、やはり本所の主導により「電気通信研究機構」が設置されました。東北大学災害復興新生研究機構で進められている 8 大プロジェクトの一つとして、災害に強い情報通信技術を構築する研究開発が産学官連携の下に推進されています。2016 年度には、情報の質をも取り扱うための文理融合プロジェクト「ヨッタインフォマティクス研究センター」が本学の学際研究重点拠点として認定され活動を開始し、2018 年度からは、国の支援を受けてプロジェクトを推進しています。その他、2019 年度には、本所教員が領域統括として提案した JST-OPERA（産学共創プラットフォーム共同研究推進プログラム）の採択、多くの本所教員が参画するタフ・サイバーフィジカル AI 研究センターの設置など情報通信分野を先導すべく努力を続けています。また、本所活動へのご支援を受け入れるために、2018 年度には基金も立ち上げました。皆様のご指導とご鞭撻をどうぞよろしくお願い致します。
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電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

It is the mission of RIEC to realize a new paradigm of communications that enriches people’s lives. Communication is important in various ways in human society. Information communication technology (ICT) has been changing the way we deal with information drastically,
overriding our biological limitations and expanding the world of communication from among people to among things as well as between
people and things. RIEC is determined to work for future society with further advanced ICT, contributing to the welfare of human beings by
opening up a new era of academically rooted innovation befitting a university.
The year of 2020 will likely be remembered as the year of pandemic. We would like to express our condolences to those who have been
affected by the new coronavirus and their families. We also would like to express our sincere respect to those who have been working had
to solve the problems caused by the pandemic. Related to the pandemic, RIEC would like to fulfill its responsibility as a research institute in
the field of ICT. We recognize the impact of repeated exposure in information spreading particularly during pandemic or other difficult social conditions. We are also heading to the world with telemeetings, telelearning, telemedicine and other distant communications throughthe web. Problems related to these issues are included in the research fields RIEC covers and it is RIEC's responsibility to contribute forconstructing the new ICT society.
RIEC have been, as described below, and will respond to present-day needs, open up new worlds of communication for the future, work
together with industry to create core technologies leading to the development of new industries, and through these efforts, will offer aworld-class education environment. In addition to providing innovative solutions to problems through the application of ICT, we will continue to work hard to open up a new era of academically rooted innovation befitting a university and to contribute to the welfare of humanbeings by realizing a new paradigm of communications that enriches people’s lives.
Since its foundation in 1935, RIEC has made a series of pioneering achievements in laying the foundations of modern information andcommunication technology, including magnetic recording systems, semiconductor devices and optical communication technologies, andhas played a world-leading role. We cover the research fields of materials, devices, communication systems, networks, human and software
engineering and sciences related to ICT to promote the fusion of research fields between hardware and software sciences and also the integration of the arts and sciences.
RIEC is organized into four research divisions, two laboratories, and one center. The three research facilities have different scopes interms of research period: the divisions focus on long-term projects, the laboratories on medium-term projects, and the center on shortterm projects. The Information Devices Division carries out research into materials and devices for communication technology. The Broadband Engineering Division specifically examines the development of new technologies for the transmission and storage of vast quantities
of data. The Human Information Systems Division conducts research into intelligent information processing. The Systems and Software
Division is developing advanced system software for the new information society.
There are two research laboratories. The Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics is carrying out fundamental research into highspeed semiconductor devices and advanced nano-spin science and the Laboratory for Brainware Systems is working towards its long-termgoal of the seamless fusion of real and virtual worlds at the human-computer interface. The Research Center for 21st Century Information
Technology promotes short-term collaboration with the industrial or academic partners in fields developed in the research divisions. In
addition to these organizations, RIEC established two new laboratories in Division for the Establishment of Frontier Sciences to open new
fields in our institute in future. One is Multimodal cognitive system with collaboration with Graduate School of Letters established in 2018
and the other is Spintronics/CMOS-hybrid brain-inspired integrated system with collaboration with Graduate School of Engineering established in 2019.
We have been certified by the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology (MEXT) as a Joint Usage/Research Centerfor collaborative research in information and communications technology and are engaging in joint research projects with outside researchers. We are funding a variety of joint research projects, prioritizing collaborations with industry, international development, and younger
researchers. This year we are conducting more than 100 joint research projects with more than 1,000 participants.
Since 2014 we have been promoting the government-funded Brainware LSI Project, which aims to create LSIs based on new concepts
that are capable of human-like judgment. This program is creating advanced information processing LSIs, such as those of artificial intelligence, which can be used to apply artificial intelligence to real-world situations. Within the university, we are also expanding R&D projects
centered around RIEC. First, when Tohoku University received confirmation of Designated National University title in 2017, Spintronics,
RIEC members with others are leading, was recognized as one of the four top level research fields of Tohoku University. The Center for
Spintronics Integrated Systems, which executed FIRST and ImPACT programs, has come to Center for Science and Innovation in Spintronics for further developments, where three centers cooperates: they are Center for Spintronics Research Network for collaborations withJapanese Universities, Graduate Program on Spintronics for educating global leaders in spintronics and Center for Innovative Integrated
Electronic Systems for enhancement of global competitiveness in the field of next-generation integrated electronics systems. Second, in
October 2011, in response to the Great East Japan Earthquake, Tohoku University resolved to set up the Research Organization of Electrical Communication under the leadership of RIEC. As one of the eight major projects underway at Tohoku University’s Institute for Disaster
Reconstruction and Regeneration Research, research and development for the creation of disaster-tolerant ICT is being carried out throughcollaboration between industry, academia, and government. Third, Advanced Institute of Yotta Informatics was established in 2016, whereinterdisciplinary research groups conduct projects for handling the “quality” of information to meet challenges “beyond big data” involving
researchers from both arts and sciences fields. The center is now supported by the government from 2018. Further, in 2019, the JST-OPERA
program, 'Creation of Electric power and Information and Communication converged network infrastructure Technologies based on overall
optimization of autonomous decentralized cooperative DC microgrids,' proposed by our members started, and Tough Cyberphysical AI
Research Center, where several members contribute, is established.
We will work hard to enrich society through communication science and technologies and appreciate your continued support and encouragement.
電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

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研究所のビジョン
Institute Vision

電気通信研究所は、研究所のミッションの実現に向けた研究所のビジョンを策定しました。このビジョンは、東北大学のグローバル
ビジョンに対する部局としての貢献を示すものです。
We draw up the RIEC vision based on the institute missions, which would contribute to the Tohoku University Global vision.

【部局のミッション（基本理念・使命）】

Faculty's Vision (Basic Philosophy and Mission)

電気通信研究所は、高密度及び高次情報通信に関するこれまでの研究成果を基盤とし、そこで培われてきた独創性と附置研究所としての機動性を活かして、人間と機械の調和あるインターフェイスまでをも包括した人間性豊かなコミュニケーションを実現
する総合的科学技術の学理と応用の研究を、この分野の研究中枢として牽引し続けます。

The Research Institute of Electrical Communication (RIEC) has a long tradition of original research and achievements in the fields of high-density andhigh-level information and communications. With this in mind, and taking
advantage of the mobility enjoyed by a university-affiliated institute, we continually investigate and research scientific principles and applied technologies
aimed at creating communication technologies that enrich humanity, including harmonious man–machine interfaces, and continue to serve as the centerof information and communication research in Japan.

【機能強化に向けた取組方針】

Organizational Policies for Reinforcing Functions

情報通信研究分野における課題を解決し人類の英知に貢献する研究を推進することを目指し、下記の項目に取り組みます。
○ 私たちは、ミッションとして掲げた「人間性豊かなコミュニケーションの実現」に向けた多面的かつ多様な研究を一層推進します。
○ 私たちは、省エネルギーで高速・大容量、さらに適応性が高く耐災害性をも併せ持つ、情報処理や情報通信の研究開発を推進します。
○ 私たちは、最先端の情報処理・情報通信技術を基盤に、これまでとは質的に異なる高次の情報処理やコミュニケーションに関する研究開発を推進します。

We are pursuing the following goals, with the aim of resolving problems
associated with information and communication research and contributing to
the advancement of human knowledge.
• We continue to pursue diverse and multifaceted research projects in orderto accomplish our mission of creating communications technologies thatenrich people’s lives.
• We promote research and development on energy-efficient, high-speed,
and high-capacity information and communication technologies to produce highly applicable and disaster-tolerant systems.
• We promote research and development on novel and advanced information processing and communications by exploiting state-of-the-art information and communication technologies.

【重点戦略・展開施策】

Strategic Focus and Major Policies

1. 情報通信分野における課題を解決し人類の英知に貢献する研究の推進
情報通信研究分野において「ワールドクラスへの飛躍」、「復興・新生の先導」に向け、先端的かつ多面的研究を推進します。そのために、多彩な最先端研究の推進、最先端研究を通じた学生・社会人教育、共同利用・共同研究拠点活動の推進、研究所の国際化と国際共同研究の推進、震災復興に向けた耐災害 ICT 研究開発の推進、産学連携の一層の推進に注力します。

1. Promotion of research on information and communication technologies forthe betterment of human knowledge
We promote multifaceted cutting-edge research in the fields of information and communication, in line with the university objectives of “Achieving
World-Class Status and Leaping Ahead” and “Leading the Post-earthquake
Restoration and Regeneration.” For this purpose, we focus on promoting
diverse state-of-the-art research, student and recurrent education throughresearch, our own activities as a joint usage/research center, international
partnerships, disaster-resistant ICT (Information and Communications Technology) research for earthquake disaster reconstruction, and partnerships
with private industry.

2. 多彩な研究力の強化
基盤的研究を推進する部門に加えて、研究プロ
ジェクト内容に応じて多様な研究を推進するため、機動的な研究グループを形成できる柔軟な組織運営を行います。そのために、教員を学問体系で分類した部門に配置するとともに、研究所の組織として研究プロジェクトが編成できる体制を作ります。自主財源による雇用制度を新設し、女性・外国人を含む多様な人材を確保します。

2. Capacity-building for diverse research activities
In order to promote diverse research activities, we exercise flexible institute management that allows for dynamically formed research groups tomeet the needs of various research projects. Under our new flexible management system, researchers belong to basic research divisions according
to their research areas, and they can also participate in research groups
formed by the institute. In order to recruit more diverse research staff members, including female and foreign researchers, we have allocated our own
funding for new research positions.

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電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

3. 最先端研究を通じた研究者・技術者教育
最先端の研究と一体化した教育活動を進め、関連研究科と協力して国際的に高い水準の研究者・技術者を輩出します。国際連携プログラムを利用した海外留学・海外派遣の積極的支援体制を構築します。社会人教育を目的とした公開講座を実施します。

3. Training researchers and engineers through state-of-the-art research
We promote educational and professional development as an integrated part of our state-of-the-art research activities, and we train top-levelresearchers and engineers in collaboration with related graduate schools.
Through our international partnership programs, we introduced a support
program for study and research abroad. We also provide open lectures forrecurrent education.

4. 共同利用・共同研究拠点の活動の改革と推進
共同利用・共同研究拠点の中核的活動である共同プロジェクト研究を引き続き積極的に推進します。共同プロジェクト研究制度を組み替え、大型
プロジェクト提案型、若手研究者対象型、萌芽的研究支援型、国際共同研究推進型、組織間連携型などの区分を設定し、多様な共同プロジェクト研究を推進します。

4. Promotion of activities as a joint usage/research center
As a joint usage/research center, we promote nationwide cooperative
research projects, which are activities central to the institute. In order toencourage diverse research projects, we reformed our joint project researchsystems and classified our projects into five categories, according to theirmain objectives: large-scale project proposals, fostering young researchers,
providing support for novel and preliminary research, international joint research, and inter-organizational research.

5. 研究所の国際化と国際共同研究の推進
若手教員を年 1 名程度長期海外派遣する制度を導入します。外国人客員研究員招聘制度の強化及び電気通信研究所国際シンポジウムの拡充により、最先端の国際研究活動を牽引します。国際的共同研究を推進し世界最高水準の研究を牽引するために、共同利用・共同研究拠点の中核的活動である
共同プロジェクト研究に国際共同研究推進型を新設します。

5. Internationalization and promotion of international joint research
We introduced a new program that sends a young researcher abroad
each year. We promote international research by strengthening our system for visiting foreign scholars, as well as through the RIEC international
symposium. Based on the goal of promoting world-class international joint
research, we introduced “international collaboration” as one of the fiveclassifications of our cooperative research projects.

6. 復興・新生を先導する研究活動の推進
産学連携研究をはじめとした活動により新産業創出に貢献し、日本新生を推進します。高い専門性を有する有識者として、行政や産業界による将来の地域作りの様々な取組に積極的に参画し、地域の創造的復興に寄与します。耐災害 ICT の確立を目指す電気通信研究機構の中核的組織として、研究開発を推進します。

6. Promoting research activities related to Leading the Post-earthquake Restoration and Regeneration
We are contributing to creating new industries and promoting the regeneration of Japan through partnerships with private industry. As distinguishedcitizens with expert knowledge, we actively participate in governmental
and industry actions related to future planning, and we also contribute to
the creative reconstruction of local communities. As a primary contributingorganization, we support the Research Organization of Electrical Communications, which aims at establishing disaster-tolerant ICT.

7. 産学連携の更なる推進
研究成果を活用した課題解決型産学官連携プロ
ジェクトを積極的に提案するとともに、共同研究講座の設置を推進します。

7. Promoting academia–industry collaboration
We propose goal-oriented academia–industry collaboration, based on
our research results, and promote the establishment of joint-research programs.

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

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沿革

CHRONOLOGY
1 誕生までBirth

東北大学における電気通信に関する研究は、1919
年（大正 8 年）、工学部に電気工学科が開設された当初から開始されました。当時、電気工学といえば強電工学が中心でしたが、学科開設に当たり敢えて弱電工学の研究に目を向けていきました。
1924 年（ 大 正 13 年 ）、 八 木 秀 次、 抜 山 平 一、 千葉茂太郎の三教授の「電気を利用した通信法の研究」
に対し、財団法人斉藤報恩会から、巨額な研究費が補助されました。これにより、我が国で初めて、電気通信に関する研究が組織的に行われるようになりました。新進気鋭の渡辺寧、松平正寿、岡部金治郎、
宇田新太郎、永井健三、小林勝一郎などが相次いで加わり、体制が整備されました。その結果、多くの研究成果を挙げ、多数の論文が内外の雑誌に発表されて注目を集めました。
その後の電気通信技術の発達や通信機器の普及とも相まって電気通信に関する研究の重要性が一層認識され、東北帝国大学に電気通信に関する研究を目的とした研究所を設置しようとする機運が次第に高まっていきました。その結果、1935 年（昭和 10 年）
9 月 25 日、東北帝国大学官制の一部が改正され、附属電気通信研究所の設置が公布されました。初代所長には抜山平一教授が兼務し、専任職員として助教
授 3 名、助手 6 名、書記 1 名が認められました。
この研究所は、電気工学科から発展的に独立した
経緯から工学部とは並列する形態をとってはいまし
たが、建物は電気工学科の一部を借用し、研究施設も従来のものを踏襲したものでした。このこともあって電気工学科とは不即不離の関係にあり、官制上の定員より遥かに多くの実質的な定員を擁して研究組
織も研究内容も一段と強化され、大いに成果を挙げられるようになりました。

Telecommunications research at Tohoku University began in 1919 with theestablishment of the Department of Electrical Engineering in the university’s
School of Engineering. In that era, work was centered on strong-current electrical engineering, but upon the establishment of this department attention
turned to weak-current electrical engineering.
In 1924, the Saito Foundation granted what in those days was a huge sum
to fund research by three professors, Hidetsugu Yagi, Heiichi Nukiyama, andShigetaro Chiba, into communication methods using electricity. As a result,telecommunications related research was conducted systematically for the
first time in Japan. The department was subsequently strengthened by the addition of a succession of gifted young researchers such as Yasushi Watanabe,
Masatoshi Matsudaira, Kinjiro Okabe, Shintaro Uda, Kenzo Nagai, and Katsuichiro Kobayashi. The fruits of their research were considerable, as reflectedby the publication of numerous papers in journals both in Japan and overseasthat attracted widespread attention.
Along with subsequent advances in telecommunications technologies andthe spread of communications equipment, the importance of telecommunications related research became increasingly recognized, fueling a groundswellof opinion in favor of setting up a research establishment to undertake telecommunications research at the Tohoku Imperial University. The university’s
statutes were revised and an affiliated telecommunications research institutewas established. Professor Heiichi Nukiyama was appointed as the first headof the new institute, and he had a full-time staff comprising three assistantprofessors, six assistants, and one secretary.
Given its intended evolution into an entity independent of the Department
of Electrical Engineering, this research institute was designed to function inparallel with the School of Engineering, but shared premises with the Department of Electrical Engineering, and its research facilities were conventional.
It maintained an arm’s length relationship with the Department of ElectricalEngineering and the number of people who functioned effectively as regularstaff was far larger than the number of regular staff prescribed by its statutes.
This strengthened both the organization and the content of its research, enabling it to produce noteworthy results.

2 揺籃と成長

Cradle and growth1941 年（昭和 16 年）、電気通信技術者養成に対する社会の要請に応え工学部に通信工学科が設置されました。電気通信研究所は、電気工学科、通信工学科と三者一体となった協力体制で研究と教育にあたり、多彩な研究と豊かな人材育成の実を挙げ、いわゆる一体運営の伝統が着々と育てられました。
1944 年（昭和 19 年）、官制の改正により、東北帝国大学附属電気通信研究所は附置研究所に移行いたしました。専任教授の定員を得て 5 部門からなる独立した研究所の体制を整えましたが、研究教育に対する電気工学科、通信工学科との密接な体制は引き続き堅持されました。
第二次大戦後の困難な時期にも辛うじて戦災を免れた研究施設で研究が続けられました。1949 年（昭和 24 年）、国立学校設置法の公布により、新たに国立大学として東北大学が設置され、その附置研究所として改めて電気通信研究所が設置されました。
その後のエレクトロニクス分野の急速な進展に伴い、本研究所は、1954 年（昭和 29 年）と 1957 年（昭In response to society’s need for telecommunications engineers, the Department of Electrical Communication was established within the School ofEngineering in 1941. As part of a three-entity cooperative structure that included
the Department of Electrical Engineering and the Department of Electrical Communication, the Research Institute of Electrical Communication (RIEC) achieved
considerable success in a diverse range of research projects and produced a large
number of skilled personnel through its research and education activities. In thisway, it steadily built up a tradition of combined operations.
As a result of a statutory change, in 1944, RIEC, hitherto a telecommunications research institute affiliated with Tohoku University, was given the status of an
integral research institute. It had an independent research institute structure comprising five divisions staffed by full-time professors, but firmly retained a systemof close links with the Department of Electrical Engineering and with communications engineering.
During the difficult circumstances of the postwar period, work continued in the
research facilities, which had narrowly escaped wartime destruction. As a resultof the promulgation of the National School Establishment Act in 1949, Tohoku
University was re-established with the status of a national university, and RIEC became one of its integral research institutes.

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電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

和 32 年）に 1 部門ずつ、1961 年（昭和 36 年）に 4
部門、1962 年（昭和 37 年）と 1963 年（昭和 38 年）に 3 部門ずつ、1965 年（昭和 40 年）、1969 年（昭和44 年）、1976 年（昭和 51 年）にそれぞれ 1 部門ずつと、次々に研究部門が増設され、20 研究部門、教職員およそ 100 名からなる大研究所へと発展しました。
1956 年（昭和 31 年）、片平構内旧桜小路地区に電気通信研究所としては初めての独立した新営建物（現在の多元物質科学研究所の一部）が竣工しました。
その後 1963 年（昭和 38 年）3 月末、同じ片平構
内旧南六軒丁地区にその倍以上の新営建物（現在の 1号館 S 棟）ができ、桜小路地区から南六軒丁地区への移転が開始されました。1966 年（昭和 41 年）には、工学部の青葉山移転に伴い旧電子工学科の建物（現在の 1 号館 N 棟）が、1969 年（昭和 44 年）には工業教員養成所の廃止に伴い養成所の建物（現在の2 号館）が、本研究所の建物として加えられ、全部門の移転が完了しました。さらに、1984 年（昭和 59年）には超微細電子回路実験施設（平成 6 年 3 月時限）が設置され、1986 年（昭和 61 年）にスーパークリー
ンルーム棟が完成しました。平成 6 年 4 月には超微細電子回路実験施設を更に発展させる新施設として、
超高密度・高速知能システム実験施設が設置されました。
一方、本研究所と密接な関係にある工学部電気系学科には、1958 年（昭和 33 年）に電子工学科が加わりました。また、1972 年（昭和 47 年）に応用情報学研究センターが設置され、1973 年（昭和 48 年）には大学院工学研究科に情報工学専攻が、1984 年（昭和 59 年）には工学部に情報工学科が増設されました。
これが基盤になって、1993 年（平成 5 年）には大学院に情報科学研究科が新たに設置されることになりました。1994 年（平成 6 年）には大学院重点化に基づき、工学研究科の電気及び通信工学専攻と電子工学
専攻が電気・通信工学専攻と電子工学専攻に改められ、専任講座を含め併せて 9 講座が設置されました。
さらに、2007 年（平成 19 年）に電気系 4 学科と応用物理学科が統合して情報知能システム総合学科となり、2015 年には電気情報物理工学科に名称変更されました。2008 年（平成 20 年）には電気系が積極的に参画して、医学と工学の融合を目指す、我が国初の医工学研究科が新設されています。また、2012
年（平成 24 年）に工学研究科の電気・通信工学専攻
が電気エネルギーシステム専攻と通信工学専攻に改められました。

Owing to the subsequent rapid progress made in the field of electronics, there
were successive increases in the number of research divisions with the additionof one in 1954 and 1957, four in 1961, three in 1962 and 1963, and one in each of
1965, 1969, and 1976. This saw RIEC develop into a major re- search institute with
20 research divisions and some 100 teaching staff.
The year 1956 saw the completion of the institute’s first independent build- ing(currently part of the Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials) on the Katahira Campus, formerly in the Sakurakoji district of Sen- dai. The
end of March 1963 saw the completion of a new building (currently S Block No.
1 Building) that was double the size of its predecessor on the Katahira Campus
formerly in the Minami Rokken-cho district, marking the beginning of a movefrom the Sakurakoji district to the Minami Rokken-cho district. When the Schoolof Engineering transferred to Aobayama in 1966, the former Department of Electronic Engineering building (currently N Block, No. 1 Building) became an RIEC
building, as did the building (currently No. 2 Building) of the Training School ofEngineering Teachers upon its closure in 1969. This completed the transfer of all
the divisions.
The Laboratory for Microelectronics (operating for a limited period until March
1994) was established in 1984, and the Super Clean Room block was completed
in 1986. The Laboratory for Electronic Intelligent Systems was established in April
1994 as an advanced version of the Laboratory for Micro- electronics.
In 1958 the electricity related departments of the School of Engineering, withwhich RIEC was closely associated, were supplemented by the addition of the
Department of Electronic Engineering. Subsequent milestones includ- ed theestablishment of the Research Center for Applied Information Science in 1972
and increases in the number of information engineering majors in the Graduate
School of Engineering in 1973 and in the information engineering departmentsin the School of Engineering in 1984. With this as a basis, the Graduate School ofInformation Sciences was newly established in 1993.
With greater emphasis being placed on graduate schools, in 1994 the electrical, communication science, and electronic engineering majors in the Graduate
School of Engineering became electrical and communication en- gineering andelectronic engineering majors. With greater emphasis being placed on graduate
schools, in 1994 the courses in electrical, communication science, and electronicengineering in the Graduate School of Engineering were replaced with courses
in electrical and communication engineering and electronic engineering. A total of nine courses were instituted, including full- time courses. In addition, fourelectricity related departments and the Depart- ment of Applied Physics were
amalgamated in 2007 to form the Department of Information and Intelligent
Systems, whose name was changed to Department of Electrical, Information andPhysics Engineering in 2015. In addition, 2008 saw the establishment of Japan’s
first Department of Biomedical Engineering, with the aim of fusing medicine andengineering with active input from the electrical field. In 2012, the Department ofElectrical and Communications Engineering of the Graduate School of Engineering was reorganized as the Department of Electrical Engineering and the Department of Communications Engineering.

3 発展 ─全国共同利用研究所から

Development:

このように東北大学が大きく変革される中で、電気通信研究所も 1995 年（平成 7 年）に創設 60 年を迎えることになり、これを期に高次情報化社会を迎えようとする時代の要請に応えて、全国共同利用研究所に改組・転換することとなりました。1994 年（平In 1995 RIEC celebrated the 60th anniversary of its establishment. To markthe occasion it sought to meet the needs of the impending advanced information society by reorganizing itself as a national collaborative research institute.
In June 1994, approval was given for RIEC to become a national collaborative
research institute engaging in both theoretical and applied research relating

共同利用・共同研究拠点へ─

From national collaborative research institute to joint usage/research center

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

7

成 6 年）6 月、本研究所は「高密度及び高次の情報通
信に関する学理並びにその応用の研究」を行う全国
共同利用研究所への転換が認められ、ブレインコン
ピューティング、物性機能デバイス、コヒーレント
ウェーブ工学の 3 大研究部門に改組されました。それとともに、時限を迎えた超微細電子回路実験施設に代わって、3 部からなる超高密度・高速知能実験施設が設置されました。
この間、IT 革命と呼ばれる情報通信技術の急速な進歩があり、情報化社会が現実のものとなりました。
情報化社会で本研究所が先導的役割を果たすために、
平成 13 年に本研究所の理念・目的・目標が新たに設定されました。理念として「人と人との密接かつ円滑なコミュニケーションは、人間性豊かな社会の持続的発展のための基盤であり、コミュニケーションに関する科学技術を飛躍的に発展させることで我が国のみならず広く人類社会の福祉に貢献する。」ことを掲げ、高密度及び高次情報通信に関するこれまでの研究成果を基盤とし、人間性豊かなコミュニケー
ションを実現する総合的科学技術の学理と応用を研究する中枢としての役割を果たすことを宣言しました。また、社会構造の変化に応えるべく、2002 年（平成 14 年）4 月には、産学連携による新情報通信産業の創生を目指した 3 研究部からなる「附属二十一世
紀情報通信研究開発センター」が省令施設として設置されました。
2009 年（平成 21 年）には大学の附置研究所・センターの制度は大きく変わり、これまでの全国共同利用研究所が廃止され共同利用・共同研究拠点制度となり、2010 年（平成 22 年）4 月には共同利用・共同
研究拠点協議会が発足しました。この拠点には、施設利用だけでなく研究者コミュニティの強い要望のもとに共同研究を展開することが求められています。
本研究所が 1994 年の全国共同利用研究所への転換の際に目指したものは、広く国内外から研究者を集めて共同プロジェクト研究を推進する共同研究型研究所となることであり、それは、拠点制度の主旨を実質的に先取りしたものであります。これらの実績が認められて、本研究所は 2010 年に「共同利用・共同研究拠点」に認定され、2013 年の拠点活動に対する中間評価及び 2015 年の期末評価では、最高ランクの評価を与えられました。

to high-density and advanced information communications, whereupon it
reorganized into three broad research divisions: Brain Computing, Materials
Science and Devices, and Coherent Wave Engineering. In addition, to replace
the Laboratory for Microelectronics, which had reached its specified duration,
the Laboratory for Electronic Intelligent Systems was established across thethree divisions.
The backdrop to this was the IT revolution, characterized by rapid progressin information and communication technologies, which made the informationsociety a reality. To ensure that RIEC played a leading role in the informationsociety, in 2001 its philosophy, objectives, and goals were reformulated.
RIEC has defined its philosophy as follows: “Close and smooth communication between people is fundamental to maintaining and developing aflourishing and humane society. We will contribute to the well-being not onlyof Japan but also of human society as a whole through the rapid development of science and technology related to communication.” In addition, RIEC
pledged that, based on the results of research conducted hitherto in relation
to high-density and advanced information communications, it would play a

4 飛躍 ─世界の COE として─Leap forward: As a world center of excellence

来るべき次世代のグローバル・ユビキタス情報通信時代において本研究所の理念・目標を実現するべく、
今日ではそれにふさわしい研究体制が整備されています。平成 16 年度に、研究分野の軸に加え、研究の進展に伴う時間軸をも考慮した改組が行われました。短期、中期、長期の研究に大きく分け、研究の進展によって流動的に組織を変更できる柔軟性を導入しました。
短期の研究は、電気通信研究所の優れた研究成果を産学連携で 5 年程度の期間で実用化に結びつける「二十一
世紀情報通信研究開発センター」が中心となって担っています。また、10 年程度の中期的スパンの研究を担

To realize RIEC’s philosophy and goals in the coming era of next-generation
global, ubiquitous information communication, an appropriate research system
has been put in place. In fiscal 2004 a reorganization was undertaken that considered the research time scale, in addition to the research fields themselves. Research was divided broadly into short-, medium-, and long- term research, and we
introduced flexibility to enable the organization to be changed fluidly according to
the progress of the research. A major role in short term research is played by the
Research Center for 21st Century Infor- mation Technology, which facilitates thepractical application of the excellent research results achieved by RIEC within approximately five years through col- laboration between industry and academia. We
have also set up a Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics to engage in

8

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

pivotal role in undertaking comprehensive research into the theory and application of science and technology that will provide communication approaches
that benefit humankind.
Also, in April 2002, RIEC established the Research Center for 21st Century
Information Technology in compliance with a ministerial ordinance. Straddlingthe three research divisions, the center’s aim is to address, through collaborations between industry and academia, the changes that occur in the fabric ofsociety, leading to the creation of new information and communication industries.
In 2009, major changes were made to the organization of university research
institutes and centers; the national collaborative research institutes were abolished, and joint usage/research centers were established. A council for joint
usage/research centers was set up in April 2010. These centers involve not
only the joint use of facilities but also the conduct of joint research; somethingthat is strongly desired by the research community.
At the time of the change to a collaborative research institute in 1994,
RIEC’s intention was to operate with its orientation towards joint research,gathering research scientists together from a broad range of backgrounds
both within Japan and overseas, and pursuing joint research projects. In thisregard, RIEC anticipated the main goal of these new centers. In recognitionof its achievements, RIEC has been accredited as a joint usage/ research center since 2010. In both the mid-term and final assessment as a joint usage/
research center, RIEC received the first rank evaluation for its research activity
and contribution to the related communities.

う研究組織として、ナノテクノロジーに基づいた材料・
デバイス技術の研究を総合的・集中的に推進する「ナノ・スピン実験施設」と、現在の情報技術の壁を打ち破る知的集積システムの構築を目指す「ブレインウェ
ア実験施設」を設置し、次の実用化に結びつく基盤的研究を行っています。
「ナノ・スピン実験施設」の研究を推進するために、平成 16 年 3 月には最新の設備を備えた「ナノ・スピン総合研究棟」が完成しています。
長期的な研究を行う研究部門として、4 研究部門に再編成しました。大量の情報を高速にしかも正確に送信するための科学技術を開発してきた物性機能デバイ
ス研究部門、コヒーレントウェーブ工学研究部門は伝統的に本研究所が得意とする分野で、これらの部門を「情報デバイス研究部門」と「ブロードバンド工学研究部門」にそれぞれ編成替えをしました。また人間と環境が調和した高度な情報社会を築くために、人間の情報処理過程の解明を目指す「人間情報システム研究部門」と、情報社会を支える情報通信システムの高度化、高次化のために、ソフトウェアやシステム技術の進展を目指す「システム・ソフトウェア研究部門」を設置しました。
平成 16 年度の改組以降も、平成 21 年度には最先端研究開発支援プログラムを推進するために「省エネ
ルギー・スピントロニクス集積化システム研究センター」を、平成 23 年度には、東北大学災害復興新生研究機構で進められている 8 プロジェクトの一つとして、災害に強い情報通信ネットワークの構築のための研究開発を推進する「電気通信研究機構」を本研究所が中心となって設立しました。さらに平成 25 年度の、企業との共同研究を着実に実施する組織として設立した「国際集積エレクトロニクス研究開発センター」にも、本研究所教員が貢献しています。平成 28 年度には情報の質をも取り扱うための文理融合プロジェクト「ヨッタインフォマティクス研究センター」が本学の学際研究重点拠点として認定され活動を開始し、平成
30 年度には学内共同教育研究施設等として新たに設置されました。また、平成 29 年に指定国立大学として東北大学が認められた際の 4 つの研究の柱のひとつであるスピントロニクスは通研を中心として遂行されたものであり、「スピントロニクス研究センター」「ス
ピントロニクス国際共同大学院」「スピントロニクス
学術連携研究教育センター」の設立と運営に深くかか
わっています。
本研究所は、現在大学院工学研究科（電気エネルギーシステム専攻、通信工学専攻、電子工学専攻）、情報科学研究科、および医工学研究科との間で、研究・教育の両面において緊密な協力体制を取っています。同時に国内のみならず世界中の研究者を迎え、世界における COE として電気通信に関する広範な分野で積極的な研究活動を行うことも期待されています。平成 26
年 11 月には、延べ床面積 13,513 平米の新棟が竣工し、
平成 27 年 6 月 23 日には、電気通信研究所 80 周年記
念と合わせて開所式を開催しました。我々の誇りとするこれまでの諸先輩・同僚の実績を基礎に、情報通信技術の急速な発展とグローバリゼーションのうねりの中で、さらなる飛躍を図る新たな時代を迎えています。

research over medium-term spans of approximately 10 years. It undertakes comprehensive and intensive research into material and device technologies based on
nanotechnology. We have also established the Laboratory for Brainware Systems,
whose aim is to build intelligent integrated systems that break down the barriersof present day information technologies, conducting fundamental research witha view to practical applications. To promote research at the Laboratory for Nanoelec- tronics and Spintronics, in March 2004 we completed the Nanoelectronics
and Spintronics integrated research block, which is equipped with the latest technology.
Long-term research has been reorganized into four major research divisions. The Materials Science and Devices Division and the Coherent Wave
Engineering Division, which developed scientific techniques for transmitting
large volumes of information accurately at high speed, are both in fields inwhich RIEC has traditionally been strong. These units have been reorganized
into the Information Devices Division and the Broadband Engineering Division, respectively. Moreover, to build an advanced information society in whichhumankind and the environment are in harmony, we have established the Human Information Systems Division, which aims to elucidate the ways in whichhuman beings process information, and the Systems and Software Divi- sion,
whose goal is to develop software and systems to advance and enhance theinformation and communication systems that underpin the information society.
Since 2004 reorganization, RIEC played important roles in establishing three
university wide organizations authorized by the President of Tohoku University. In the fiscal year of 2009, Center for Spintronics Integrated Systems wasestablished to carry out the program designed by the Council for Science andTechnology Policy, Cabinet Office, Government of Japan. In 2011, Research
Organization of Electrical Communication was established to carry out research on disaster-resistant information communication network as one of theeight programs Tohoku University launched under the Institute for Disaster
Reconstruction and Regeneration Research in response to the heightenedsocial needs after the East Japan Great Earthquake. In 2013, Center for Innovative Integrated Electronic Systems was established to construct a center of
excellence of academic-industrial alliance. In 2016, “Yotta Informatics ResearchCenter” was established. This is based on a project for handling the “quality”
of information to meet the challenges of “beyond big data” involving researchers from arts and sciences fields.
The research works on Spintronics, RIEC members are leading, was recognized as one of the four top level research fields of Tohoku University as the
Designed National University in 2017. RIEC members has great contribution
for establishment and operation of the Center for Science and Innovation in
Spintronics, Graduate Program on Spintronics, and Center for Spintronics Research Network.
RIEC has structures for close cooperation in the spheres of research andeducation with the School of Engineering (Electrical Engineering, Communications Engineering and Electronic Engineering), the Graduate School ofInformation Sciences, and the Graduate School of Biomedical Engineering.
At the same time it welcomes researchers from within Japan and from all over
the world, and as a world center of excellence its duty is to engage vigorously
in research activities in a wide range of fields related to telecommunications.
Construction of the new building of 13,513m2, named the main building, wasfinished in November of 2014, and opening ceremony for the building washeld on June 23, 2015 with the cerebration of 80th anniversary. Building on
the proud record of achievement of our distinguished predecessors and colleagues, we are entering a new era in which we hope to make further leaps
forward amid the rapid development of information and communication technologies and the rising tide of globalization.

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

9

組織

Organization
機構

Organization Chart
所長
Director

運営協議会
Advisory Council

情報デバイス研究部門
Information Devices Division

副所長
Deputy Director

ブロードバンド工学研究部門
Broadband Engineering Division

研究部門
Research Divisions

人間情報システム研究部門
Human Information Systems Division

システム・ソフトウェア研究部門
Systems & Software Division

教授会
Faculty Council

ブレインウェア研究開発施設
Laboratory for Brainware Systems

附属研究施設Research Facilities

ナノ・スピン実験施設
Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

21 世紀情報通信研究開発センター
Research Center for 21st Century Information Technology

機動的研究グループ
Ad-hoc Research Groups

安全衛生管理室Management Office for Safety and Health

共通研究施設Common Research Facilities

やわらかい情報システムセンター
Flexible Information System Center

研究基盤技術センター
Fundamental Technology Center

事務部
Administration Office

10 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

※本務は原則として研究部門です。

* 学内他部局との連携

情報デバイス研究部門

Information Devices Division
上原
片野

ナノフォトエレクトロニクス研究室
Nano-Photoelectronics

洋一 Y. Uehara
諭 S. Katano（佐藤 茂雄）(S. Sato)
遠藤哲郎（兼）T. Endoh吹留 博一 H. Fukidome
長康雄 Y. Cho
山末 耕平 K. Yamasue

固体電子工学研究室
Solid State Electronics
誘電ナノデバイス研究室
Dielectric Nano-Devices
物性機能設計研究室
Materials Functionality Design
量子デバイス研究室
Quantum Devices

白井 正文 M. Shirai
阿部和多加 K. Abe
大塚 朋廣 T. Otsuka

スピントロニクス研究室
Spintronics
ナノ集積デバイス・プロセス研究室
Nano-Integration Devices and Processing

深見

俊輔 S. Fukami

佐藤
櫻庭
山本

茂雄 S. Sato
政夫 M. Sakuraba
英明 H. Yamamoto

磁性デバイス研究室
Magnetic Devices (Visitor Section)（客員）ブロードバンド工学研究部門

Broadband Engineering Division

超高速光通信研究室
Ultrahigh-Speed Optical Communication
応用量子光学研究室
Applied Quantum Optics

廣岡 俊彦 T. Hirooka
葛西 恵介 K. Kasai
八坂
洋 H. Yasaka
吉田 真人 M. Yoshida

先端ワイヤレス通信技術研究室
Advanced Wireless Information Technology
情報ストレージシステム研究室
Information Storage Systems
超ブロードバンド信号処理研究室
Ultra-Broadband Signal Processing

末松 憲治 N. Suematsu
亀田
卓 S. Kameda
田中陽一郎 Y. Tanaka
Simon John Greaves
尾辻 泰一 T. Otsuji
佐藤昭 A. Satou

量子光情報工学研究室
Quantum-Optical Information Technology

枝松三森

圭一 K. Edamatsu
康義 Y. Mitsumori

ブロードバンド通信基盤技術研究室（客員）
Basic Technology for Broadband Communication (Visitor Section)
人間情報システム研究部門

Human Information Systems Division

生体電磁情報研究室
Electromagnetic Bioinformation Engineering

石山 和志 K. Ishiyama
枦 修一郎 S. Hashi

先端音情報システム研究室
Advanced Acoustic Information Systems

坂本

高次視覚情報システム研究室
Visual Cognition and Systems

塩入
諭 S. Shioiri
栗木 一郎 I. Kuriki
曽加蕙 C. Tseng北村 喜文 Y. Kitamura
高嶋 和毅 K. Takashima
石黒 章夫 A. Ishiguro
加納 剛史 T. Kano
平野 愛弓 A. Hirano

情報コンテンツ研究室
Information Content
実世界コンピューティング研究室
Real-World Computing
ナノ・バイオ融合分子デバイス研究室
Nano-Bio Hybrid Molecular Devices
多感覚情報統合認知システム研究室
Multimodal cognitive system
マルチモーダルコンピューティング研究室
Multimodal Computing (Visitor Section)
システム・ソフトウェア研究部門

修一 S. Sakamoto

坂井信之（兼）N. Sakai（客員）

Systems & Software Division

ソフトウェア構成研究室
Software Construction

大堀
上野

淳 A. Ohori
雄大 K. Ueno

コンピューティング情報理論研究室
Computing Information Theory
コミュニケーションネットワーク研究室
Communication Network Systems

中野

圭介 K. Nakano

長谷川
北形

剛 G. Hasegawa
元 G. Kitagata

本間 尚文 N. Homma
環境調和型セキュア情報システム研究室
Environmentally Conscious Secure Information System
ソフトコンピューティング集積システム研究室Soft Computing Integrated System

堀尾

喜彦 Y. Horio

羽生 貴弘 T. Hanyu
新概念 VLSI システム研究室
夏井 雅典 M. Natsui
New Paradigm VLSI System
情報社会構造研究室（客員）
Information Social Structure (Visitor Section)

ナノ・スピン実験施設 Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics
スピントロニクス研究室
Spintronics
ナノ・バイオ融合分子デバイス研究室
Nano-Bio Hybrid Molecular Devices
ナノ集積デバイス・プロセス研究室
Nano-Integration Devices and Processing
ブレインウェア研究開発施設

深見

俊輔 S. Fukami

平野

愛弓 A. Hirano

佐藤
櫻庭
山本

茂雄 S. Sato
政夫 M. Sakuraba
英明 H. Yamamoto

Laboratory for Brainware Systems

認識・学習システム研究室
Recognition and Learning Systems
ソフトコンピューティング集積システム研究室Soft Computing Integrated System
新概念 VLSI システム研究室
New Paradigm VLSI System
実世界コンピューティング研究室
Real-World Computing

塩入
諭 S. Shioiri
坂本 修一 S. Sakamoto
堀尾 喜彦 Y. Horio
羽生 貴弘 T. Hanyu
夏井 雅典 M. Natsui
石黒 章夫 A. Ishiguro
加納 剛史 T. Kano

21 世紀情報通信研究開発センター
Research Center for 21st Century Information Technology
産学官研究開発部
Industry-Academia-Government-Collaboration Research and Development Division
ワイヤレス ICT
末松 憲治 N. Suematsu
プラットフォームプロジェクト
Wireless ICT Platform Project
学際連携研究部Interdisciplinary Collaboration Research Division
情報の質と価値に基づく
塩入
諭 S. Shioiri
多感覚的評価の研究プロジェクト
Research project of human value estimation of multimodal
information based on informatics paradigm to manage both quality
羽生 貴弘 T. Hanyu
スピントロニクス・CMOS 融合
脳型集積システムの研究プロジェクト
Research project of Spintronics/CMOS-hybrid brain-inspired
integrated system
萌芽研究部
Exploratory Research Division
北村 喜文 Y. Kitamura
ドローンを活用する新しいインタラクティブ
コンテンツ基盤技術の研究開発
Interactive Drone Content for Entertainment / Wildlife Symbiosis
亀田
卓 S. Kameda
安心・安全投薬管理システムのためのワイヤレス IoT 基盤技術の研究開発
Wireless IoT Technology for a Safe & Secure Medication Management System
高等研究機構新領域創成部＊Division for the Establishment of Frontier Sciences

多感覚情報統合認知システム研究室
Multimodal cognitive system

坂井信之（兼） N. Sakai

遠藤哲郎（兼） T. Endoh
スピントロニクス・CMOS 融合
脳型集積システム研究室
Spintronics/CMOS Hybrid Brain-Inspired Integrated Systems
研究基盤技術センター

Fundamental Technology Center

工作部
Machine Shop Division
評価部
Evaluation Division
プロセス部
Process Division
情報技術部
Information Technology Division
事務部

Administration Office

総務係
General Affairs Section
研究協力係
Cooperative Research Section
図書係
Library Section
経理係
Accounting Section
用度係
Purchasing Section
機構支援室
Support Division
電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 11

職員数Faculty & Staff
令和2年5月1日現在／as of May 1, 2020教授

Professors

23

准教授

Associate Professors

21

助教

Assistant Professors

22

学術研究員

Research Fellows

10

特任教授

Specially Appointed Professors

2

特任助教

Specially Appointed AssistantProfessors

4

事務職員

Administrative Staff

14

技術職員

Technical Staff

14

合計

Total

110

研究員受入れ数（令和元年度）

Researchers (FY2019)
外国人研究員Foreign Researchers

客員教授

Visiting Professors

8

客員准教授

Visiting Associate Professors

2

民間等共同研究員

Cooperative Researchers of Private Company etc

10

日本学術振興会特別研究員

JSPS Research Fellowship for Young Scientists

10

日本学術振興会外国人特別研究員

JSPS Postdoctoral Fellowship for Overseas
Researchers

1

日本学術振興会外国人
招へい研究者

Invitation Fellowship for Research in Japan

0

受託研究員

Contract Researchers

4

受託研修員

Contract Trainees

1

合計

Total

36

学生数

Students

令和2年5月1日現在／as of May 1, 2020
工学部・工学研究科
School of Engineering

情報科学研究科
Graduate School ofInformation Science

医工学研究科
Graduate School of
Biomedical Engineering

電気通信研究所
RIEC

合計
Total

学部4年生
Undergraduate Students

53 ( 1 )博士前期課程Master Course Students

92 (11)40 ( 6 )

9141 (17)

博士後期課程Doctor Course Students

17 ( 6 )

10 ( 4 )2

29 (10)53 ( 1 )研究所等研究生
Institute Research Students
合計
Total

162 (18)50 (10)11※（12 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

1

1

1

224 (28)）外国人で内数／ Foreigner

敷地・建物Land and Buildings
敷地：仙台市青葉区片平二丁目1番1号片平南地区敷地内
Site: 2-1-1 Katahira, Aoba-ku, Sendai, 980-8577, JAPAN
建物：総建面積		
総延面積		
Building: Total building area
Total floor area

14,993m2
42,257m2
14,993m2
42,257m2
令和2年4月1日現在／as of April 1, 2020

建物名
Name of Buildings

様式
Structure

竣工年度
Year of Completion

延面積
Floor Area

本館
Main Building

鉄筋コンクリート地上6階、地下1階
Reinforced Concrete, 6 stories, 1basement

2014

13,513m2

1号館
Building No.1

鉄筋コンクリート4階建
Reinforced Concrete, 4 stories

S棟
Building-S：1962, 1963

7,791m2

N棟
Building-N：1959, 1960
2号館
Building No.2

鉄筋コンクリート4階建
Reinforced Concrete, 4 stories

1962, 1963

7,058m2

ナノ・スピン実験施設
鉄骨5階建
Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics Steel-frame, 5 stories

2004

7,315m2

ブレインウェア研究開発施設
Laboratory for Brainware Systems

1967, 1968, 1972

鉄筋コンクリート平屋建
Reinforced Concrete, 1 story

鉄筋コンクリート（一部鉄骨）2階建
1986
Reinforced Concrete (partly steel-frame), 2 stories

527m2

1,693m2

鉄骨平屋建
Steel-frame, 1 story

1996

598m2

軽量鉄骨2階建Light-weight steel-frame, 2 stories

1999

148m2

鉄筋コンクリート3階建
Reinforced Concrete, 3 stories

1930

1,343m2

鉄骨平屋建
Steel-frame, 1 story

2002

435m2

評価・分析センター
Evaluation and Analysis Center

鉄筋コンクリート2階建
Reinforced Concrete, 2 stories

1981

787m2

ヘリウムサブセンター
Helium Sub-Center

鉄筋コンクリート（一部軽量鉄骨）平屋建
Reinforced Concrete (partly light-weightsteel-frame), 1 story

1972

74m2

附属工場
Machine Shop

鉄筋コンクリート（一部軽量鉄骨）平屋建
Reinforced Concrete (partly light-weightsteel-frame), 1 story

1965, 1966, 1978

488m2

21世紀情報通信研究開発センター
Research Center for 21st Century
Information Technology

その他
Others

487m2

計
Total

42,257m2

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 13

予算

Budget
電気通信研究所における予算の推移

予算額内訳

Budget Shift

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単位：百万円／ million yen

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&9
&9

&9
&9

単位：千円／ thousand yen

Budget Summary
事 項
Categories

FY2015FY2016FY2017FY2018FY2019人件費

Personnel Expenses

730,537

808,066

835,904

790,118

742,128

物件費

Non-Personnel Expenses

667,582

606,599

626,824

556,937

566,533

1,398,119

1,414,665

1,462,728

1,347,055

1,308,661

422,846

526,718

549,034

231,643

363,325

1,076,220

1,140,386

963,585

753,391

486,053

14,49036,19040,541

54,34442,436

219,886

244,413220,733

134,311

155,852

外部資金 計External Funds Total

1,513,556

1,703,294

1,553,160

1,039,378

891,814

災害復旧経費

Expenses for Reconstruction

0

0

0

0

1,936

移転事業経費

Expenses for Relocation

20,011

0

0

0

0

0

0

0

0

0

20,011

0

0

0

1,936

2,931,686

3,117,959

3,015,888

2,386,433

2,202,411

運営費交付金Operation Grants

運営費交付金 計
Operation Grants Total
科学研究費補助金
Grants-in-Aid for Scientific Research
受託研究費
Funds for Commissioned Research

外部資金
External Funds

寄附金

Donations（再掲）間接経費

施設整備費

Indirect Expenses

Expenses for Facilities Improvement
施設整備費等 計
Expenses for Facilities Improvement etc. Total
合 計
Total

14 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

外部資金受入状況

External Funds

単位：百万円／ million yen

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科学研究費補助金'RANTS IN !IDFOR3CIENTIFIC2ESEARCH
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外部資金内訳

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受託研究費&UNDSFOR#OMMISSIONED2ESEARCH
受託研究費&UNDSFOR#OMMISSIONED2ESEARCH

寄附金$ONATIONS
寄附金$ONATIONS

External Funds
事 項
Categories

単位：千円／ thousand yen
FY2015FY2016FY2017FY2018FY2019

科学研究費補助金
Grants-in-Aid for Scientific Research

422,846

422,846

526,718

549,034

363,325

受託研究費
Funds for Commissioned Research

1,007,060

1,076,220

1,140,386

963,585

486,053

14,49014,49036,19040,54142,436

1,444,396

1,513,556

1,703,294

1,553,160

891,814

寄附金
Donations
合計
Total

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 15

共同プロジェクト研究

Nation-wide Cooperative Research Projects
共同プロジェクト研究の理念と概要
本研究所は、情報通信分野における COE（Center of Excellence）として、その成果をより広く社会に公開し、また研究者コミュニティー
がさらに発展するために共同利用・共同研究拠点として所外の研究者と共同プロジェクト研究を遂行している。本研究所の学問の性格上、単なる設備の共同利用ではなく、本研究所教員との共同研究を前提としているところに特徴がある。本研究所の「共同プロジェク
ト研究」とは、情報通信分野における技術・システムに関する各種の研究を国内外の優れた研究者の協力のもとに企画・コーディネー
トし、プロジェクト研究として実施していくものである。
共同プロジェクト研究は、所内外の研究者の英知を集めて企画され、さらにその積極的な参加を得て実施されることが肝要である。
これまで、本研究所の共同プロジェクト研究の提案および実施は、国内外の国・公・私立大学、国・公立研究機関及び、民間企業・団体等の教員及び研究者を対象として、公募により行われている。

共同プロジェクト研究委員会
共同プロジェクト研究の運営のために、共同プロジェクト研究委員会及び共同プロジェクト実施委員会、共同プロジェクト選考委員会が設置されている。共同プロジェクト研究委員会は、共同プロジェクト研究に関する重要な事項を審議するために所内 3 名、学内 2
名と学外 5 名の合計 10 名の委員により構成されている。共同プロジェクト研究委員会の使命は、本研究所で遂行されている研究内容の特徴を重視しながら、所内外の意見を広く求め、研究所の目的である「人間性豊かなコミュニケーションを実現する総合的科学技術の学理と応用の研究」の発展に不可欠な共同プロジェクト研究を積極的に推進することにある。これまで、公募研究の内容、採択の基準、外部への広報、企業の参加に関する点等について議論を行ってきており、特に企業の参加に関しては、公平・公表を原則として積極的な対応を行ってきている。なお、共同プロジェクト研究の採択に際し審査を厳格に行うため、外部委員を含めた共同プロジェクト選考
委員会が設置されている。
また、共同プロジェクト研究の円滑な実施を図るために、本研究所専任の教員により組織されている共同プロジェクト実施委員会が設置されている。

The Institute has a long history of fundamental contributions in many fields of engineering and science that include the fields of semiconductor materials and devices, magnetic recording, optical communication, wireless communication, electromagnetic technology,
applications of ultrasonics, acoustic communication, non-linear physics and engineering, and computer software. On the basis of thisrich historical background the Institute was designated as National Center for Cooperative Research in 1994. Accompanying Tohoku
University’s transformation to “a national university juridical entity” in April, 2004, this institution plays a leading role on the world stage,as its researchers, both domestic and foreign, continue the task of “investigating the theory and application of universal science andtechnology to realize communication, to the enrichment of humanity.”
In such background, the Institute organizes Nation-wide Cooperative Research Projects by coordinating its activities with research
workers. The main themes for Cooperative Research are selected annually by the Committee for Cooperative Research Projects. Then
invitations for project proposals and participation are extended to university faculties and government laboratories as well as industrial
research groups. Each project approved by the Faculty Council of the Institute is carried out by a team of researchers that include members of the Institute as well as outside participants.
The Advisory Council which includes members from other institutions has an advisory function to the Director in defining the general
direction of the research at the Institute and its Nation-wide Cooperative Research Projects.
The Project Selection Committee that includes members from the outside of Tohoku University has a judging function for project proposals. The purpose of the Project Steering Committee is the proper operation of approved projects.

16 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

令和 2 年度共同プロジェクト研究令和 2 年度の共同プロジェクト研究は、所内外から公募され、審議の結果、125 件（A：81 件、B：42 件、S：1 件、S 国際：1 件）が採択された。なお、区分 A は各々の研究課題について行う研究であり、81 件のうち 70 件が外部よりの提案、区分 B は短期開催の研究会形式の研究で、42 件のうち 37 件が外部よりの提案のものである。また、民間の研究者が参加している研究は、区分 A の 8 件、区分 B の 17 件である。区分 A に対しては、大型プロジェクト提案型、若手研究者対象型、萌芽的研究支援型、先端的研究推進型、国際共同研究推進型の 5 つの研究タイプ、区分 B に対しては、これらに加え産学共同研究推進型を設けている。
また、区分 S は組織間連携に基づく共同プロジェクト研究であり、区分 S 国際は国際的連携研究推進を目的として海外組織と共同研究を実施するものである。情報通信分野の特に力点を置いて研究を推進すべき課題について、本研究所が中心となりつつ、相乗・補完効果の期待できる国内外の大学附置研等の研究組織と共同して推進する。
令和元年度実績
採択件数 130 件（A：83 件、B：44 件、S：2 件、S 国際：1 件）
研究者数 1,182 名（A：555 名、B：581 名、S：28 名、S 国際：18 名）※区分 A と区分 B に対する 6 つのタイプの採択件数の内訳は以下の通りである（重複を含む）。
萌芽型研究支援型：51 件
国際共同研究推進型：38 件
先端的研究推進型：59 件
若手研究者対象型：15 件
産学共同研究推進型：12 件
大型プロジェクト提案型：5 件
その他：1 件共同プロジェクト研究の公募・実施について
共同プロジェクト研究の公募、実施は年度単位で行われている。研究の公募は、1 月中旬に来年度の研究の公募要項を公開し、2 月末日が申請書の提案締切となっている。採否の判定には共同プロジェクト選考委員会による書面審査を行い、その結果は、4 月中旬に申請者へ通知される。研究期間は、採択決定から翌年 3 月 15 日までであり、研究終了後、共同プロジェクト研究報告書を提出して頂くことになっている。なお、前述の「理念と概要」の項で述べたように、本共同プロジェクト研究は本研究所教員との共同研究を前提としたものであるので、申請にあたっては本研究所の対応教員がいることが必要である。
http://www.riec.tohoku.ac.jp/ja/nation-wide/koubo/
問い合わせ先：東北大学電気通信研究所研究協力係
電話：022-217-5422

令和2年度通研共同プロジェクト研究採択一覧
オペランド時空間 X 線分光を用いた先端デバイス研究
気液界面プラズマを用いたバイオ・医療デバイスの創成
高い時間分解能と位置分解能を有する振動分光法の開発とデバイスへの応用
汎用型量子系制御技術に関する研究
光－スピン変換を利用した半導体中のスピン制御に関する研究
カーボンナノマテリアルのナノスケール光計測と光電子物性の極限制御
量子デバイスと情報科学アプローチの融合に関する研究
移動体 IoT 探索範囲拡大のためのエネルギーハーベスト応用アクティブリフレクトアレーの研究
広帯域周波数選択光電子デバイスを用いた低遅延アクセスネットワークの構成法に関する研究
共鳴トンネル素子を用いた硬い発振器とその結合系の THz 信号処理への応用
高効率非接触給電のための損失解析
選択によって感情体験を変容させる方法の研究
自己運動に伴う身体近傍空間の変容
単耳受聴と両耳受聴による音空間知覚の違いに関する研究
繊維電極を用いた災害時バイタル計測と電波環境対策に関する研究
光ファイバーネットワークを用いた火山活動監視のための重力計測技術に関する研究
脳型計算ハードウェア基盤とその応用
PVDF 薄膜を用いたフレキシブル圧力センサの開発研究
IoT デバイスとの対話のための知覚ユーザインタフェースに関する基礎研究
薄膜デバイスを用いた脳型集積システム
IoT 用ハードウェアセキュリティの研究インテリジェントエッジに基づく先進的 IoT 基盤技術の研究
セキュアなキャンパス BYOD の実現に向けたマルウェア検出システムに関する研究
エージェント型 IoT に基づく生活支援に関する研究
Ge-on-Insulator 基板上でのメタル・ソース／ドレイン型 CMOS の実現
超広帯域通信のためのオンチップテラヘルツアンテナに関する研究
多層基板構造を用いたミリ波アレイアンテナの研究
Japan-USA International Collaborative Research on Terahertz Devices based on Graphene-Phosphorene vander Waals Heterostructures
原子層物質活用高性能量子デバイス開発
Si-Ge 系量子ドットの規則配列と電子輸送制御に関する研究
Dynamics of spin-orbit torque induced switching of metallic antiferromagnet/non-magnet heterostructures
2p 軽元素を含む遷移金属化合物薄膜の スピン輸送機構解明と高効率磁化反転素子の開発
量子検出のための高 Q 値マイクロ波共振器に関する研究
光エレクトロニクス応用に向けた不揮発相転移酸化物素子の創製
直流励起マイクロ波発振素子に向けたスピン軌道トルクとスピン波媒介位相同期による強磁性ダイナミクス
制御の検討
傾斜型フィールドプレート付 InGaAs HEMT を用いた光変調器駆動高速化の研究
視覚モデル共有環境の構築
マルチモーダル感情誘発システムに関する研究
Pre-verbal infant learning: Infants' preference and understanding from eye movements and pupil dilation
音声構造再構築による「聞こえる」屋外拡声システムの実現
利得スイッチ半導体レーザーを用いた小型量子光源の実現
Exploration of a new electrical detection method of magnetization dynamics in CoFeB-MgO magnetic tunnel
junction structure with perpendicular anisotropy
ラピッドプロトタイピングのためのソフトウェア無線機の同期性能の検討
Interactive Content for Emergent Users
学習支援のための追体験システムの構築
インターネット輻輳制御の異種混在環境の性能解析
Study of 2D nanomaterial devices for terahertz applications
人体領域通信用無線伝搬路に関する研究
Development of graphene based devices for terahertz applications
人工神経回路網の機能表現の解析とモデル化
二次元材料を用いた光電子デバイスの開発
Spin transport and magnetism in 2D van der Waals ferro and antiferromagnets.
新 IV 族半導体材料と高集積デバイスプロセスに関する研究
微小領域における圧電定数の分布計測装置の開発
スパッタリングプロセスを用いたβ -Ga2O3 薄膜とデバイス形成
負の透磁率を利用した移動体通信機器内の電磁クロストーク抑制に関する研究
金属ナノ接合における量子伝導の制御と機能性素子への応用
high-k/Ge 構造における界面物理構造のプロセス依存の解明
単結晶グラフェン機能デバイス
Japan-Russia International collaborative research on a large-area photoconductive terahertz detector for
high-speed imaging
8K 高精細画像センシング向け超低遅延動画像符号化方式
ワイヤレス Massive Connect IoT の研究

超 100GHz 帯光ファイバ給電ダイレクトディジタル RF 送受信機の研究
３D プリンタを利用したミリ波アンテナの開発に関する研究
HyperCubeHarmonic: A Conceptual Complete and Consistent Model to Control Multiple Dimensional
Information of Music
Modeling the Japanese-Taiwanese racial effect in facial expression recognition
モノのセンサ化のための高機能デバイスモジュール開発とその応用
ミニマルブレインの理解と再構築
耳介の 3 次元形状と音響伝達特性の音源方位依存性に関する研究
新世代 IoT プラットフォームの開発に関する研究
Exploring and Understanding Touch Interaction using a Slidable-Sheet on Smart Devices
Investigating cultural issues for the design of touch-based interactive D-FLIP photo management system
人間の能力を拡張する次世代マルチモーダルデータ流通処理基盤
Implicit non-verbal behaviors and brain communications
色名に関する文化差および個人差の多言語での研究
協調作業における視線情報の可視化
Investigating cultural-background effect on auditory selective attention processes
循環調節を介した予測的な視触覚の感度調整に関する研究
非線形複雑システムの構成論的研究と理論への展開
多感覚音空間知覚の規定因に関する研究
脳ニューロサイエンス向けイン・ストレージ / メモリ コンピューティング基盤の研究
プラズマ流に伴う時空間構造形成と多様な新規反応場創成
酸化物表面の新機能創成とナノ・デバイスへの応用
集団議論における知的生産性取得の情報工学的アプローチと心理学的検証法の確立
高周波無線電力伝送システムの最適設計と高効率制御手法の確立
高次元ニューロダイナミクスとそのニューロハードウエア構築への展開
未来型オフィス空間とインタラクション
非線形力学系理論に基づく群知能最適化の開発およびその応用に関する研究
ユビキタスコンピューティングのインフラストラクチャ化に向けた実証的研究「こころ」を生み出す脳内機構の理解
物理・化学混成系プラズマにおける情報系機能発現
固体素子における非平衡ダイナミクスの精緻な理解と機能開拓
次世代無線通信システム実現のための要素技術の研究
HCI の特徴を活かした次世代型学術コミュニティの発展
アジアにおける HCI 研究コミュニティの活性化
質感・色彩の視覚的な感性認知メカニズムに関する研究
地域活性化のための UAV 利活用技術とその社会実装に関する研究会
マイクロ波およびレーザ応用合成開口レーダ実用化研究の新展開
エッジコンピューティング基盤の広域分散協調とその国際的展開
動的言語の静的解析技術とその実用化に関する研究
複雑なグラフコンテンツの探索・編集のためのユーザインタフェース
固体中のスピン・軌道ダイナミクスとその制御
多機能マルチメディア生成技術に関する研究型主導コンパイルによる高性能高信頼ソフトウェア構成
PSDL2: Physical Security of Deep Learning 2
モバイルエッジコンピューティングにおける動的サービス制御技術
Securing IoT devices against EM Fault Injection
磁性材料の微細構造制御による次世代情報通信システムのための磁気デバイスの開発
コヒーレント光・マイクロ波融合通信・計測システムに関する研究
将来無線のレイヤレスデザインとその応用
Beyond-5G の実現に向けた高周波技術の探索
Attentive Search: Theory and Application
人の行動理解・解析に基づく空間型ユーザインタフェース
異種データ融合による人・社会センシング基盤
ヒトと動きを協調するロボットの制御則
カラスとの共存・共生を実現するインタラクションに関する研究会
生物の即時適応機能に学ぶ人工物の設計論
音声によるカラスの行動制御手法の自動化に向けた開発
脳型 LSI とその関連技術国際共同研究
Cognition-Aware-Systems for Improving Human Performance
光の空間モードに関する研究開発
3 次元空間内の自己運動知覚と多感覚統合
半導体微細加工技術とナノ材料に基づく脂質二分子膜と膜タンパク質の機能計測・制御手法の開発
コヒーレント波に基づく学際的先端科学技術の創成
AI 研究と人間科学に関する研究

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 17

ナノフォトエレクトロニクス研究室
Nano-Photoelectronics

情報
デバイス
研究部門

ナノフォトエレクトロニクス
研究分野（上原教授）

ナノ光分子エレクトロニクス
研究分野（片野准教授）

Nano-photoelectronics(Prof. Uehara)

Nano-photomolecular Electronics(Assoc. Prof. Katano)○空間、エネルギー、時間軸での個々の固体ナ
ノ構造の持つ物性の研究○ピコ秒の時間分解能の STM 発光分光法の開発○ナノ空間中での様々な電磁気学的効果とその工学的応用○高効率で広帯域の発光・受光素子の開発○単一原子・分子の光励起○単一分子の化学反応・構造制御○ナノ構造を機能素子として利用する分子エレ
クトロニクス• Exploration of material properties of individual
solid-state nano-structures in spatial, energy,
and time axes
• Development of STM light emission spectroscopy with ps time resolution• Investigation of various electromagnetic phenomena in nanometer-scale spaces, and theirengineering applications• Development of efficient and broad-band
light sources and detectors• Optical excitation of a single atom and molecule• Controlling of the chemical reaction and geometry of a single molecule• Molecular electronics based on the nano molecular assembly

Information
Devices Division

固体電子工学研究室

Solid State Electronics

スピントロニクス・CMOS 融合
脳型集積システム研究分野（遠藤教授）

固体電子物性工学
研究分野（吹留准教授）

Spintronics/CMOS Hybrid Brain-Inspired Integrated Systems(Prof. Endoh)

Solid State Physics for Electronics(Assoc. Prof. Fukidome)○ノイマン型スピントロニクス・CMOS 融合
脳型集積システム○非ノイマン型スピントロニクス・CMOS 融合
脳型集積システム○脳型集積システム・アーキテクチャ研究○スピントロニクス・CMOS 融合デバイスの特性
解析と設計技術研究○二次元電子系デバイスの多機能集積化○グラフェン・デバイスの産官学連携実用化研究○オペランド顕微 X 線分光法によるナノデバイ
ス物理の探究• Von-Neumann spintronics/CMOS hybrid brain-inspired VLSIs• Non-Von Neumann spintronics/CMOS hybrid
brain-inspired VLSIs• Brain-inspired integrated system architecture• Spintronics/CMOS hybrid device characterization and design technology• Multifunctional integration of 2D electron devices• Academia-industrial alliance study for graphenedevices application• Exploring nanodevice physics by using operando x-ray spectromicroscopy

誘電ナノデバイス研究室

Dielectric Nano-Devices

誘電ナノデバイス
研究分野（長教授）

誘電ナノ物性計測システム
研究分野（山末准教授）

Dielectric Nano-Devices(Prof. Cho)

Nanoscale dielectric measurement systems(Assoc. Prof. Yamasue)○超高分解能（原子分解能を持つ）走査型非線形誘電率顕微鏡の開発○非線形誘電率顕微法を用いた超高密度誘電体
記録の研究○非線形誘電率顕微鏡を用いた強誘電材料・圧電材料の評価法の研究○新開発・超高次非線形誘電率顕微鏡法を用いた半導体素子中のドーパントプロファイル計
測の研究（Si 系，SiC，GaN，Diamond 他）○原子分解能を有する非接触走査型非線形誘電率
ポテンショメトリの開発○原子分解能・多機能プローブ顕微鏡システムの開発と次世代電子材料・デバイス評価への応用• Development of scanning nonlinear dielectric
microscope (SNDM) with super high (atomic-scale) resolution• Ultra-high density ferroelectric recording system using SNDM
• Evaluation of ferroelectric material and piezoelectric material using SNDM
• Evaluation of dopant profile in semiconductor
devices (Si, SiC, GaN, and diamond systemetc.) using newly developed super-higher order scanning nonlinear dielectric microscopy

物性機能設計研究室• Development of noncontact scanning nonlinear dielectric potentiometry with atomic-resolution• Development of atomic resolution multifunctional scanning probe microscopy and its
application to the evaluation of the next-generation electronic materials and devices

Materials Functionality Design

物性機能設計研究分野（白井教授）

極限物性研究分野（阿部准教授）

Materials Functionality Design(Prof. Shirai)

Materials Science under Extreme Conditions(Assoc. Prof. Abe)

○第一原理計算と機械実習に基づく新しいスピン機能材料の理論設計○スピントロニクス素子における電気伝導特性の理論解析○表面におけるナノ構造形成プロセスの計算機
シミュレーション○材料・素子機能を設計するシミュレーション
手法の開発○高密度物質○水素、水素化合物の金属化と超伝導○第一原理構造探索手法の開発• Design of new spintronics materials based on
first-principles calculation and machine learning• Theoretical analysis of transport properties in
spintronics devices• Computational simulation of nanostructuregrowth process on surface• Development of simulation scheme for material/device functionality design• Matter at high densities• Metallization and superconductivity of hydrogen and hydrides• Development of first-principles structural
search methods量子デバイス研究室

Quantum Devices

スピントロニクス研究室

Spintronics

量子デバイス
研究分野（大塚准教授）

ナノスピン材料デバイス
研究分野（深見教授）○固体ナノ構造中の電子物性解明と固体ナノ構
造デバイスの研究○固体ナノ構造を用いた量子デバイスの研究○材料、デバイス科学とデータ科学手法の融合
による効率的材料、デバイス開発基盤技術の研究○スピントロニクス材料・素子における電子・
スピン物性とその応用に関する研究○スピン・軌道相互作用を用いた磁化の制御に関する研究○ナノ磁性体中の磁区や磁壁のダイナミクスに関する研究○高性能・低消費電力スピントロニクスメモリ
素子の開発○金属磁性体素子のメモリ・論理集積回路、新概念情報処理応用に関する研究

Quantum Devices(Assoc. Prof. Otsuka)

Nano Spin Materials and Devices(Prof. Fukami)• Electronic properties of nanostructures andnanodevices• Quantum devices utilizing nanostructures• Informatics approaches in material and device
science

ナノ集積デバイス・プロセス研究室• Electrical and spin properties of spintronic materials/devices and their applications• Control of magnetization utilizing spin-orbit
interactions• Dynamics of magnetic domains and domain
walls in nanoscale magnets• Development of high-performance andlow-power spintronic memory devices• Applications of metallic spintronics devices fornonvolatile memories, logic integrated circuits
and new-concept computing

Nano-Integration Devices and Processing

ナノ集積デバイス
研究分野（佐藤教授）
Nano-Integration Devices(Prof. Sato)

量子ヘテロ構造高集積化プロセス
研究分野（櫻庭准教授）

Group IV Quantum Heterointegration(Assoc. Prof. Sakuraba)

ナノ集積神経情報システム
研究分野（山本准教授）○脳型計算ハードウェアに関する研究○量子知能ハードウェアに関する研究○脳型視覚情報処理システムに関する研究○高度歪 IV 族半導体エピタキシャル成長のための低損傷基板非加熱プラズマ CVD プロセスに関する研究○ IV 族半導体高度歪量子へテロ構造の高集積化プロセスに関する研究○ IV 族半導体量子へテロナノデバイスの製作と高性能化に関する研究○微細加工表面を用いた培養神経回路の機能制
御に関する研究○神経細胞ネットワークの数理モデルに関する研究○神経細胞ネットワーク上の情報処理に関する研究• Brain computing hardware• Intelligent quantum hardware• Brainmorphic visual information processing
system.

• Low-damage plasma CVD process without
substrate heating for epitaxial growth of highly
strained group IV semiconductors• Large-scale integration process of group IV
semiconductor quantum heterostructures• Fabrication of high-performance nanodevices
utilizing group IV semiconductor quantum heterostructures

Nano-Integration Neurocomputing Systems(Assoc. Prof. Yamamoto)• Bioengineering technologies for manipulatingneuronal network functions• Computational modeling of neuronal networks• Information processing in biological neuronal
networks

Information Devices Division
情報デバイス研究部門

ナノフォトエレクトロニクス研究室
Nano-Photoelectronics
Staff
上原
教授

洋一

Yoichi Uehara
Professor

片野

准教授

諭

Satoshi Katano
Associate Professor

Research Activities

本分野の研究目標はナノメートル領域における新規な物理・化学現象の探索とナノフォトエレクトロニック・デバイスへの応用にある。また、探索のための新しい手法の開発も目指している。

Our main interest lies in studying the physical and chemical
phenomena that take place in nanometerscale regions andtheir applications in nanophotoelectronic devices. Development of novel probing methods is also targeted.

ナノフォトエレクトロニクス
研究分野｜上原教授

Nano-photoelectronics (Prof. Uehara)

Nano-photomolecular Electronics(Assoc. Prof. Katano)

近い将来、現在の Si 技術が到達するであろうダウンサイジングの限界を突破するために、次世代の分子をベースとした電子デバ
イスの加工と動作の原理を研究する。STM の電子トンネルを用いることにより、固体表面の個々の原子や分子の位置を変えたり、それらに化学反応を誘起したりすることができる。このようにして加工された単一原子・分子の化学的、物理的、電子的な特性を
STM を用いて研究する。また、ナノスケール領域における光分子
物性を STM 発光分光により明らかにする。このような技術を組み合わせることにより、新奇な分子をベースとする電子デバイスの探索を行う。

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 21

Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

極低温 STM を備えた複合表面分析装置
Integrated Surface Analysis System with Low-temperature STM

ナノ・スピン実験施設

Process and operation principles of the next-generation
molecule-based electronic devices are investigated to breakthrough the limit of downsizing that the current Si technology
will reach in the near future. By using electron tunneling in
STM, one can control the locations of individual atomic andmolecular species on a solid surface and even induce chemical
reactions in them. The physical, chemical and electronic properties of the species processed in such a way are investigatedby using abilities of STM itself. The optical proper-ties are also
analyzed by STM light emission spectroscopy. By combining
these techniques, we explore novel molecule-based electronic devices.

Systems & Software Division
システム・ソフトウェア研究部門

ナノ光分子エレクトロニクス
研究分野｜片野准教授

The material properties of individual nanostructures are investigated through their optical responses to the local excitationinduced by electron tunneling in a scanning tunneling microscope (STM). In this method, unlike conventional electric measurements, attainable temporal resolution is not limited by
the signal levels. Hence, the material properties are exploredwith high spatial and temporal resolution. Efficient excitationof light confined in nanostructures is possible in the spectral
range from THz to PHz by electron tunneling. This confined
light is efficiently converted to free (i.e., propagating) light by
the presence of the tip. By utilizing such properties, one canrealize efficient and broadband optical sources and detectors.

Human Information Systems Division
人間情報システム研究部門

走査トンネル顕微鏡（STM）の探針から放出されるトンネル電子
によりナノ領域を局所的に励起しその光学応答を解析することにより、個々のナノ構造のもつ物性を探索・決定する。光計測においては、通常の電気的計測と異なり、達成できる時間分解能は信号強度による制約を受けない。従って、材料物性が高い空間分解
能と時間分解能で探索される。また、電子トンネルにより THz から PHz にわたる広いスペクトル領域でナノ構造中に閉じ込められた光の励起が可能になる。さらに、閉じ込められた光は、プロー
ブを用いて効率よく取り出すことができる。このような特徴を活用することにより、高効率で広帯域の発光・受光素子が実現される。

Broadband Engineering Divisionブロードバンド工学研究部門

研究活動Information Devices Division
情報デバイス研究部門

固体電子工学研究室
Solid State Electronics
Staff茂雄） (Shigeo Sato)

（佐藤
教授

吹留

博一

准教授

佐々木
研究員

哲郎

Tetsuo Endoh教授（兼）Professor*

Hirokazu Fukidome

馬

Ma Yitao

Associate Professor

文憲

遠藤Professor

助教奕涛Assistant Professor

Fuminori Sasaki
Research Fellow

Broadband Engineering Divisionブロードバンド工学研究部門

研究活動

Research Activities

スケーリングによって高速化と高集積化を同時に実現するSiテクノロジーに基礎づけられてきたエレクトロニクスは、Siの物性的限界、極微細加工プロセスの技術的・コスト的バリアに直面している。また、来るべき超スマート社会の基盤インフラとなるInternet of Things (IoT)は、多種多様なセンサーや通信デバイスが必要となる。そのため、Si以外の材料を用いた高性能デバイスの研究開発は社会的な課題である。当研究室では、次世代デバイ
ス材料（グラフェン、窒化物半導体など）を用いた新規なデバイスの学理に基づく、材料からデバイスまでの統合的な研究開発を行っている。

Human Information Systems Division
人間情報システム研究部門

固体電子物性工学研究分野｜吹留准教授

The strategy of scaling-based Si technology in electronics isnow facing several severe challenges, due to intrinsic physicalproperties of Si, difficulties in nano-fabrication of devices, andthe saturating bit cost by scaling. Furthermore, internet ofthings (IoT), which is the infrastructure of smart society, needs
various kinds of sensors and communication devices. For thisreasons, high-performance devices based on new materials
except Si is the important social issue. We are conducting thereasearches for the next-generation materials using such asgraphene and nitride semiconductors, from material exploration to device devlopments.

Solid State Physics for Electronics(Assoc. Prof. Fukidome)

Systems & Software Division
システム・ソフトウェア研究部門
Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

ナノ・スピン実験施設

グラフェンをはじめとするDirac電子系及びGaNなどの二次元電子
ガス系材料を用いたデバイスの物性を、放射光中心とするナノ計測技術を駆使して詳細に調べ、グラフェンなどの新材料とそれを用いて作製したデバイスの電気特性の関係を明らかにしている。
とくに基板面方位を用いたグラフェン構造・電子物性制御法の開発はグラフェンの工業化に道を拓くものであり、ナノ加工によるグラフェン物性の制御と併せ、産学連携研究に注力している。さらには、材料物性とデバイス特性の間のギャップを埋めるオペラ
ンド顕微X線分光を開拓し、新奇ナノデバイスのデバイス物理を開拓している。

By use of nanoscale characterizations centered on synchrotron
radiation analyses, we are clarifying the relation between electronic properties and device performances of Dirac electrons
and two-dimensional electron systems such as graphene and
GaN. In particular, our finding of controlling the surface structural and electronic properties of graphene in terms of thecrystallographic orientation of the Si substrate paves a way toindustrialization of graphene. In combination with nano-fabrication nanoscopically controlling electronic band structuresof graphene, the academia-industrial alliance study is being
conducted to realize graphene-based devices. Furthermore,
we develop operando x-ray spectromicroscopy, i.e. elementand site-specific investigation of electronic states of devices inoperation and exploit device physics of novel nanodevices.

図 1．グラフェン：炭素原子の二次元網の目構造
Fig1. Graphene: A two-dimensional network of carbon atoms

図 2．超高真空プロセス・評価一貫装置と Si 表面の STM 像（右上）Fig2. A UHV-compatible process/analyses system and the STM
image of a Si surface (inset).

22 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

Information Devices Division
情報デバイス研究部門

誘電ナノデバイス研究室
Dielectric Nano-Devices
Staff
長

康雄

教授

Professor

平永助教

Yasuo Cho

良臣

山末

准教授

耕平

Kohei Yamasue
Associate Professor

Yoshiomi Hiranaga
Assistant Professor

Research Activities

誘電ナノデバイス研究室の目的・目標は、第一にナノテクノロジーを駆使した電子材料の誘電計測に関する研究の発展を図ることと、その成果を高性能次世代電子デバイスの開発へ応用することである。またそれらの研究活動を通じて、次世代を担う若い研究者や学生を育て上げることも重要な目標としている。特に、実験を中心にした実学重視の体制で研究・教育を行っており、若手が活躍する機会をできるだけ大きくするように努め、学生の学会活動等も積極的に推進している。

誘電ナノデバイス研究分野｜長教授

Nanoscale dielectric measurement systems(Assoc. Prof. Yamasue)

2. SiC パ ワ ー MOSFET の ド ー パ ン ト プ ロ
ファイルの計測
Fig.2 Dopant profile measurement of SiC
power MOSFET

3. 超高真空非接触走査型非線形誘電率ポテンショメトリ
による SiC 上グラフェンの原子分解能観察
Fig.3 Atomic resolution imaging of graphene on SiC by
ultrahigh vacuum noncontact scanning nonlinear
dielectric potentiometry

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 23

Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

We intend to contribute future information and communication
technology through the development of novel nano-scale dielectricmeasurement systems for the evaluation of the emerging electronic materials and devices. In particular, we are developing a newscanning probe potentiometry method called scanning nonlinear
dielectric potentiometry for the atomic-scale quantitative investigation of material properties regarding electric polarization on surfaces and interfaces. By integrating the new method with the existing
microscopy methods, we are also working on the establishment ofa multifunctional scanning probe microscopy system towards theadvanced analysis and characterization of the next-generation materials and devices including two-dimensional crystals (Fig.3).

ナノ・スピン実験施設

将来の情報通信に不可欠な次世代電子材料・デバイスの研究開発に貢献するナノスケール物性評価技術に関する研究に取り組んでいる。特に物質表面や界面に生じる電気分極に関わる物性を原子スケールで定量的に測定可能な走査型非線形誘電率ポテンショメ
トリと呼ばれるプローブ顕微鏡を開発している。また、提案手法と既存の顕微鏡法を組み合わせた多機能プローブ顕微鏡システムを開発し、同システムを新規な 2 次元材料を含む各種電子材料・
デバイス評価に応用する研究を展開している（図 3）。

1. 微小分極反転ビットデータによる実情報記録例(4Tbit/inch2)
Fig.1 Ultra-high density actual information storage
using ferroelectric nano-domain manipulation (4Tbit/inch2)

Our main area of interest is evaluation and development ofdielectric materials, including ferroelectric and piezoelectricmaterials and their application to communication devices andferroelectric data storage systems.
Our major contributions to advancement in these fields are
the invention and the development of “Scanning Nonlinear
Dielectric Microscope” (SNDM) which is the first successful
purely electrical method for observing the ferroelectric polarization distribution without the influence of the shielding effect by free charges and it has already been put into practicaluse. The resolution of the microscope has been improved up
to atomic scale-order. Therefore, it has a great potential for
realizing the ultra-high density ferroelectric recording system.
Our recent research achieved the recording density of 4 Tbit/
inch2 in actual information storage, requiring an abundance ofbits to be packed together (Fig.1).
Moreover, we have started to make a measurement and anevaluation of flash-memory device and dopant profile in semiconductor devices using SNDM (Fig.2). Because SNDM candetect very small capacitance variation, it can be a very powerful evaluation tool for various materials. Now SNDM evolves
into a new evaluation technique for insulator and semiconductor materials besides ferroelectric materials.

Systems & Software Division
システム・ソフトウェア研究部門

誘電ナノ物性計測システム
研究分野｜山末准教授

Dielectric Nano-Devices (Prof. Cho)

Human Information Systems Division
人間情報システム研究部門

本分野では、強誘電体、常誘電体、圧電体材料など誘電材料一般の評価・開発及びそれらを用いた高機能通信デバイスや記憶素子の研究を行っている。
具体的には、超音波や光及び Fe-RAM 等に多用され、近年その発展がめざましい強誘電体単結晶や薄膜の分極分布、様々な結晶の局所的異方性が高速かつ高分解能に観測できる走査型非線形誘電率顕微鏡（SNDM）を開発している。この顕微鏡は非線形誘電率の分布計
測を通して、強誘電体の残留分極分布の計測や結晶性の評価が純電
気的に行える世界で初めての装置であり、既に実用化もされている。
その分解能も、現在では強誘電体で 1 ナノメータを切っており、半導体においては原子分解能を達成している。本顕微鏡を例えば強誘電体記録の再生装置に用いれば、従来困難であった超高密度な情報記録方式が実現可能になるなど、本顕微鏡は強誘電材料の評価にとどまらず、今後大きく発展が見込まれる技術である。 実際、SNDM
ナノドメインエンジニアリングシステムを用いた強誘電体データス
トレージにおいて、実情報で１平方インチ当たり４テラビットのデー
タストレージにも成功している（図１参照）。
また、SNDM は高集積化が進む半導体デバイスにおいて特にフラッシュメモリ中の蓄積電荷の可視化や、半導体中のドーパントプロファ
イルの計測などにも大きな威力を発揮する（図２参照）。このように、
SNDM は強誘電体に限らず新たな材料評価法へと発展しつつある。

The aim and target of the dielectric nano-devices laboratory
are developing the research on the dielectric measurement ofelectronic materials using nano-technologies and applying its
fruits to high-performance next generation electronic devices.
It is also very important aim of our laboratory to bring up leaders of the next generation by cultivating young researchersand students through the research activities.

Broadband Engineering Divisionブロードバンド工学研究部門

研究活動Information Devices Division
情報デバイス研究部門

物性機能設計研究室

Materials Functionality Design
Staff
白井
教授

辻川
助教

正文
雅人

阿部

准教授

和多加

Professor

Masahito Tsujikawa

新屋

ひかり

Masafumi Shirai

Assistant Professor

助教

Tufan Roy

Tufan Roy研究員

井上

Research Fellow

研究員

Kazutaka Abe
Associate Professor

Hikari Shinya
Assistant Professor

順一郎

Jun-ichiro Inoue
Research Fellow

Broadband Engineering Divisionブロードバンド工学研究部門

研究活動

Research Activities

現代の情報デバイスには、大量の情報を処理・伝達・記録するた
めに半導体や磁性体など様々な材料が利用されている。本研究室の研究目標は以下のとおりである。(1) 次世代情報デバイスの基盤となる材料やナノ構造において発現する量子物理現象を理論的に解明すること、(2) デバイス性能の向上につながる新しい機能を有する材料やナノ構造を理論設計すること、(3) 大規模シミュ
レーション技術を駆使した画期的な物性・機能の設計手法を確立すること。

物性機能設計研究分野｜白井教授
Human Information Systems Division
人間情報システム研究部門
Systems & Software Division
システム・ソフトウェア研究部門

電子の有する電荷とスピンの自由度を共に利用した新しい機能デバイスの実現を目指したスピントロニクス研究の一環として、高スピン偏極材料やそれを用いたデバイス構造におけるスピン依存
電気伝導の理論解析を主たる研究テーマとしている。強磁性金属
薄膜における磁気異方性の電界制御による省電力デバイス創製を目指した理論研究にも着手している。
最 近、 第 一 原 理 計 算 と X 線 磁 気 円 二 色 性 (XMCD) 測 定 に よ り
MgO/Pt/Fe 界面における磁気異方性電圧制御 (VCMA) の起源を解明した。電圧誘起された Pt 原子の電気四重極子が主に VCMA に寄与している。
特異な機能を有する半導体スピントロニクス材料を実現するた
め、第一原理計算とモデル計算を組合せた強磁性半導体の物質設計を実行すると共に、ゲート電圧による強磁性半導体の新しい磁性制御法を提案した。また、ハーフメタル材料やスピンギャップ
レス半導体といった複雑な電子状態を示す材料に対して、有限温度における伝導特性を評価するための第一原理計算手法の開発に取組んでいる。

極限物性研究分野｜阿部准教授
高密度領域で現れる特異な物性を、第一原理的手法により探っている。最近の研究対象は、電子格子相互作用に基づく高温超伝導の可能性が予測されている、水素化合物の高圧金属相だ。また、第一原理計算による構造探索手法の開発にも取り組んでいる。未知の物質を探る上で、この構造探索手法は極めて有効であることが確認されており、高圧に限らず、新材料設計全般への応用も可能と考えている。

Various kinds of materials are utilized for processing, communication, and storage of massive data in modern information
devices. Our research objectives are as follows: (1) theoreticalanalyses of quantum phenomena in materials and nanostructures, (2) computational design of materials and nanostructures which possess new functionalities, (3) development ofmaterials design scheme utilizing large-scale computational
simulation techniques.

Materials Functionality Design (Prof. Shirai)
Our research interest is focused on “spintronics” to realize
new functional devices. The main topic is theoretical analysisof spin-dependent transport properties in highly spin-polarized materials. We extend our theoretical research to electric-field effect on magnetic anisotropy in ferromagnetic films
for realizing low power-consumption devices.
We reveal the origin of voltage controlled magnetic anisotropy (VCMA) at the MgO/Pt/Fe interface by ab initio calculations and XMCD measurements. The voltage-induced electric
quadrupole of Pt atom contributes to VCMA.
To realize semiconductor spintronics materials with novel
functionalities, we propose new methods for controlling themagnetic properties and demonstrate materials design offerromagnetic semiconductors (FMSs), on the basis of thefirst-principles calculations and model simulations. We also
develop first-principles approaches to estimate the transport
properties at finite temperature for half-metallic materials andspin-gapless semiconductors.

Materials Science under Extreme Conditions(Assoc. Prof. Abe)
We investigate the properties of dense materials by using ab
initio methods. Our current research focuses on metallic hydrides, which are predicted to show high-temperature superconductivity driven by electron-phonon coupling. We are also
developing simulation techniques to search stable structuresfrom first principles. The structural search methods are quite
useful for examining unknown substances and, therefore, likewise applicable to designing new materials at one atmosphere.

Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

ナノ・スピン実験施設

図 2: スピノーダル分解により形成された強磁性半導体（In,Fe）Sb の
図 1: MgO/Pt/Fe 界面の Pt 原子に電圧誘起された電子分布の変化
Fig.1: Voltage-induced modulation of charge distribution of Pt
atom at the MgO/Pt/Fe interface

24 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

大理石相（左）と昆布相（右）Fig.2: The “Dairiseki” phase (left) and the “Konbu” phase (right) as aconsequence of spinodal nano-decomposition in (In,Fe)Sb FMS

Information Devices Division
情報デバイス研究部門

量子デバイス研究室
Quantum Devices
Staff
大塚

准教授

朋廣

Tomohiro Otsuka
Associate Professor

ナノメートルスケールの微小な固体ナノ構造では量子効果等の特異な物理現象が生じる。本研究室では人工的に作製、制御した固体ナノ構造における物性解明、およびデバイス応用の研究を進めている。これにより量子エレクトロニクスやナノエレクトロニク
ス等を通して、新しい情報処理、通信技術に貢献する。

量子デバイス研究分野｜大塚准教授

Research Activities
In solid-state nanostructures, exotic phenomena like quantum
effects occur. We are exploring interesting properties of thenanostructures and developing new devices utilizing artificial
nanostructures. We will contribute to new information processing and communication technologies through quantum
and nanoelectronics.

Broadband Engineering Divisionブロードバンド工学研究部門

研究活動

Quantum Devices (Assoc. Prof. Otsuka)
We are exploring interesting properties of solid-state nano-術を駆使して、固体ナノ構造における新しい物理現象の解明を進

structures utilizing precise and high-speed electric measure-

めている。また固体ナノ構造における電子物性を活用することにment and control techniques. We are also developing materi-

より、新しい材料、デバイスの研究、開発を行っている。

als and devices utilizing nanostructures.

Human Information Systems Division
人間情報システム研究部門

固体ナノ構造中の局所電子状態の電気的な精密高速観測、制御技

Systems & Software Division
システム・ソフトウェア研究部門

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 25

Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

多重量子ドット素子における電荷状態制御
Charge state control in a multiple quantum dot device

ナノ・スピン実験施設

半導体量子ドットプローブ
Semiconductor quantum dot probe

Information Devices Division
情報デバイス研究部門

スピントロニクス研究室
Spintronics
Staff
深見

俊輔

教授

Shunsuke Fukami

金井Professor

助教

Justin Llandro

Justin Llandro

助教

張Assistant Professor

土肥

研究員

昂尭

駿
超亮

助教（兼）

山根

Shun Kanai

結太

Yuta Yamane

Assistant Professor

助教（兼）Assistant Professor*

Chaoliang Zhang

竹内祐太朗

Yutaro Takeuchi

研究員

Assistant Professor*

Research Fellow

Takaaki Dohi
Research Fellow

Broadband Engineering Divisionブロードバンド工学研究部門

研究活動

Research Activities

固体中の電荷やスピン、磁化の状態を制御し工学的に利用するこOur research activities aim to deepen the understandingof spin-related phenomena in novel spintronics materials
and structures and apply the obtained insights to develop
advanced spintronics devices, where electron charge, spin,
and magnetization in solids are controlled. We also work on
high-performance and ultralow-power spintronics devices
to be used in integrated circuits and new-concept computing hardware utilizing probabilistic or quantum phenomena.
Our studies include development of advanced materials andnanoscale devices, establishment of novel means to control
magnetization with electric current or field, and related techniques for nano-fabrication and electrical characterization of
the developed devices.

とを目的とし、新しいスピントロニクス材料・構造の開発やそこで発現されるスピン物性の理解、及びスピントロニクス素子応用に関する研究を行っている。また、論理集積回路、新概念（脳型、
確率論的、量子）情報処理などへの応用を想定した、高性能・低消費電力スピントロニクス素子の創製に関する研究を進めている。具体的には、極微細磁気トンネル接合素子の開発と特性理解、
電流や電界を用いた革新的磁化制御技術、スパッタリング法などを用いた新規スピントロニクス材料の開発、最先端スピントロニ

Human Information Systems Division
人間情報システム研究部門

クス素子の微細加工技術・特性評価技術などに関する研究を行っている。

詳細は『ナノ・スピン実験施設』参照

For further details, please refer to the “Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics” section.

ナノ集積デバイス・プロセス研究室
Nano-Integration Devices and Processing

Systems & Software Division
システム・ソフトウェア研究部門

Staff
佐藤

茂雄

教授

金

Shigeo Sato

觀洙

特任助教

櫻庭

准教授

Professor

政夫

Kwansoo KIM
Specially Appointed Assistant Professor

山本

Masao Sakuraba

准教授

Associate Professor

守谷

研究員

哲

英明

Hideaki Yamamoto
Associate Professor

Satoshi Moriya
Research Fellow

研究活動

Research Activities

本研究室では脳型計算や量子計算などの非ノイマン型計算に着目
Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

ナノ・スピン実験施設

し、それらのハードウェア基盤技術について研究を行っている。
デバイス、プロセス、回路、あるいはアルゴリズムや神経科学など多様な研究を遂行し、それらの統合により全く新しい計算機技術の創成に挑戦する。

In this laboratory, we focus on non-von Neumann computing
such as brain computing and quantum computing, and study
their hardware technology. We conduct research on various
topics including device, process, circuit, algorithm, and neuroscience, and build revolutionary new computer technology byintegrating our findings.

詳細は『ナノ・スピン実験施設』参照

For further details, please refer to the “Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics” section.

26 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

超高速光通信研究室

Ultrahigh-Speed Optical Communication

超高速光通信研究分野（廣岡教授）

光波制御システム研究分野（葛西准教授）Ultrahigh-Speed Optical Communication(Prof. Hirooka)

Lightwave Control System(Assoc. Prof. Kasai)○超高速・高効率光伝送および信号処理に関する研究○デジタルコヒーレント光通信と光モバイルフ
ロントホールへの展開○光波位相制御技術とそのデジタルコヒーレン
ト光通信への応用に関する研究○周波数安定化レーザとその光干渉計測への応用に関する研究• Ultrahigh-speed and highly efficient opticaltransmission and signal processing• Digital coherent optical communication andits application to optical mobile fronthaul• Optical phase control techniques and theirapplication to digital coherent optical communication• Frequency-stabilized lasers and their application to precise optical interferometric measurement systems

ブロードバンド
工学研究部門
Broadband Engineering Division
応用量子光学研究室

Applied Quantum Optics

高機能フォトニクス
研究分野（八坂教授）

高精度光計測研究分野（吉田准教授）Highly Functional Photonics(Prof. Yasaka)

High accuracy optical measurement(Assoc. Prof. Yoshida)○光信号による半導体光デバイス超高速制御の研究○高機能半導体光源の研究○高機能半導体光変調器の研究○新機能半導体光集積回路の研究○周波数安定化レーザと高精度光計測への応用の研究○超短パルスモード同期レーザと周波数標準・
光マイクロ波領域への応用の研究• Ultra-high speed control of semiconductor
photonic devices by signal light injection• Highly functional semiconductor light sources• Highly functional semiconductor optical modulators• Novel functional semiconductor photonic integrated circuits• Frequency stabilized lasers and their application to high accuracy optical measurements• Ultrashort mode-locked lasers and their application to frequency standards and microwave-photonics

先端ワイヤレス通信技術研究室

Advanced Wireless Information Technology

先端ワイヤレス通信技術
研究分野（末松教授）

先端ワイヤレスネットワーク技術
研究分野（亀田准教授）

Advanced Wireless Information Technology(Prof. Suematsu)

Advanced Wireless Network Technology(Assoc. Prof. Kameda)○広帯域ワイヤレス通信用 1 チップ送受信機の研究○ミリ波、サブミリ波半導体集積回路の研究○マルチモードワイヤレス／衛星通信用低電力
ディジタル RF 信号処理回路の研究○準天頂衛星を用いたロケーション・ショート
メッセージ通信の研究○人体内通信システム / デバイスの研究○地上系／衛星系統合ワイヤレス通信ネット
ワークの研究○広帯域ワイヤレス通信用ディジタル信号処理の研究• Joint terrestrial and satellite communication
network• Digital signal processing for broadband wireless communication• Broadband wireless on-chip transceivers• Millimeter-wave/submillimeter-wave IC’s
• Low power digital signal processing for multimode wireless / satellite communications• Location and short message communication
system via QZSS
• Wireless system/devices for intra-body communication

情報ストレージシステム研究室

Information Storage Systems

情報ストレージ・コンピューティングシステム
研究分野（田中教授）

記録理論コンピュテーション
研究分野（Greaves准教授）

Information Storage・Computing Systems(Prof. Tanaka)

Recording Theory Computation(Assoc. Prof. Greaves)○情報ストレージシステムアーキテクチャに関する研究○次世代大容量ハードディスクドライブに関する研究○ストレージとコンピューティングの近接化によるインテリジェンス化に関する研究○情報ストレージデバイスのマイクロ磁区シ
ミュレーション
○次世代超高密度ハードディスクドライブに関する研究○磁気ストレージに用いるヘッドとディスクの研究○その他磁気ストレージデバイス• Information Storage System Architecture• Advanced High Capacity Hard Disk Drives• Close Integration of Storage and Computing
for Intelligent Systems• Micromagnetic simulations of information
storage devices• High areal density hard disk drives• Heads and disks for magnetic storage• Other magnetic storage devices

超ブロードバンド信号処理研究室

Ultra-Broadband Signal Processing

超ブロードバンドデバイス・システム研究分野（尾 教授）

超ブロードバンドデバイス物理
研究分野（佐藤准教授）

Ultra-Broadband Devices and Systems(Prof. Otsuji)

Ultra-broadband Device Physics(Assoc. Prof. Satou)○グラフェンテラヘルツレーザーの創出○二次元原子薄膜ヘテロ接合の創製とその新原理テラヘルツ光電子デバイス応用○グラフェンディラックプラズモンの物理とそのテラヘルツ機能応用○超スマート社会の実現に向けた電力エネルギーと情報通信のネットワーク基盤融合技術の創出○グラフェンや化合物半導体ヘテロ構造内の二次元プラズモンに関する研究およびそのテラ
ヘルツ帯光源・検出デバイスへの応用○グラフェンにおけるテラヘルツ帯光学利得に関する研究およびそのテラヘルツレーザへの応用○光電子融合キャリアコンバータの研究• Creation of Graphene Terahertz Lasers• Creation of 2D-Atomically-Thin-Layered Heterojunctions and their Applications to Novel
Terahertz Photonic Devices• Physics of Graphene Dirac Plasmons and its
Terahertz Functional Applications• Creation of EIC (Energy-Information-Communication) Converged Resilient Network Infrastructure towards Super-Smart Society• 2D Plasmons in Graphene and Compound-Semiconductor Heterostructures and Their Applications to Terahertz Sources and Detectors• Terahertz Optical Gain in Graphene and Its
Application to Terahertz Lasers• Photonics-Electronics Convergence Carrier
Converters

量子光情報工学研究室

Quantum-Optical Information Technology

量子光情報工学
研究分野（枝松教授）

量子レーザー分光工学
研究分野（三森准教授）

Quantum-Optical Information Technology(Prof. Edamatsu)

Quantum Laser Spectroscopy(Assoc. Prof. Mitsumori)○新手法を用いた量子もつれ光子の発生・検出方法の開発と量子情報通信への応用○光ファイバ、光導波路、半導体量子構造を用いた量子情報通信デバイスの開発○光子を用いた極限量子計測、量子状態制御技術の開発と応用○半導体量子ドットにおける超高速光制御法の開発○半導体微小共振器の光学的物性の解明• Novel techniques for the generation and detection of photon entanglement• QICT devices using optical fibers, waveguides,
and semiconductor nanostructures• Techniques for extreme quantum measurement
and quantum state synthesis using photons• Coherent optical control of electrons in semiconductor quantum dots
• Quantum optics of semiconductor microcavities

Information Devices Division
情報デバイス研究部門

超高速光通信研究室

Ultrahigh-Speed Optical Communication
Staff
廣岡
教授

俊彦

Toshihiko Hirooka
Professor

葛西

准教授

恵介

Keisuke Kasai
Associate Professorsor

Broadband Engineering Divisionブロードバンド工学研究部門

研究活動

Research Activities

光通信システムは、光源、伝送媒体、信号処理技術の発展に支えられ、その高速性・広帯域性を活用し、ICT インフラの中核的基盤技術として発展を遂げ社会に浸透している。今後、爆発的に増大し続ける情報を、いつでもどこへでも何にでも自在につなぐ柔軟な通信技術としてのさらなるイノベーションが求められている。本研究室は、光のコヒーレンスを極限まで活用し、無線通信との融合をも可能とする、超高速・超大容量でセキュ
ア且つレジリエントな新世代光通信技術、およびそれらを極めて高いエネルギー効率で実現しうる光機能システムの開拓を目指している。

Human Information Systems Division
人間情報システム研究部門

超高速光通信研究分野｜廣岡教授

Systems & Software Division
システム・ソフトウェア研究部門

本研究分野では、光時分割多重方式による 1 チャネルあたり
Tbit/s 級の超高速光伝送、QAM と呼ばれるデジタルコヒーレン
ト光伝送、ならびにそれらを融合した超高速・高効率光伝送技術の研究開発を進めている。また、5G、IoT 等の新たな ICT サービスの進展を見据えて、デジタルコヒーレント伝送のアクセスネッ
トワークおよびモバイルフロントホールへの展開と、光通信と無線通信とを同じ電磁波として融合する新領域の開発、ならびにコヒーレンスを極限まで活用した計測応用と光機能システムの創出を目指している。

光波制御システム研究分野｜葛西准教授
本研究分野では光位相同期ループや光注入同期といった高精度な
光波位相制御技術とこれを用いたデジタルコヒーレント多値光伝送技術の研究開発に取り組んでいる。また、波長 1.5µm 帯における絶対周波数安定化レーザとその高精度光干渉計測ヘの応用に関する研究を進めている。

Optical communication systems have evolved as a core technology of the ICT infrastructure and become widely used in society.
This widespread deployment has been enabled by the progress
made on light sources, transmission media, and signal processing, and by taking advantage of their high-speed and broadband
operation. In the future, further innovation is expected that willrealize flexible communication links capable of accommodating
massive increases in the amount of information at any time, andtransmitting it anywhere, and between any devices. In this laboratory, we aim at establishing ultrahigh-speed, large-capacity,
highly secure and resilient optical communication technologies
that can even be integrated with wireless communication by taking ultimate advantage of the coherence of lightwaves. We also
intend to develop functional optical systems capable of handlingsuch transmissions with extremely high energy efficiency.

Ultrahigh-Speed Optical Communication(Prof. Hirooka)
In this group, we are engaged in research on ultrahigh-speed
optical transmission using optical time division multiplexing
with a single-channel Tbit/s-class capacity, digital coherent
QAM optical transmission, and high-speed and spectrally efficient optical transmission by combining these two approaches.
With a view to supporting innovative new ICT services such as
5G and IoT, our goal is also to apply digital coherent transmission to access networks and mobile fronthaul, and to develop
novel transmission schemes integrating optical and wirelesscommunications through an electromagnetic wave, and opticalmeasurements and functionalities taking full advantage of coherence.

Lightwave Control System(Assoc. Prof. Kasai)
In this field, we are engaged in research on precise optical phase
control technologies such as optical phase-locked loop and optical injection-locking, and digital coherent multilevel optical transmission system by employing these technologies. Furthermore,
we are studying an absolute frequency-stabilized laser at 1.5 μm
and its application to high precision optical interferometric measurement systems.

Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

ナノ・スピン実験施設

超高速光通信実験の様子

Experiment on ultrahigh-speed optical transmission

30 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

2048 QAM コヒーレント光信号（左）および 19 コアファイバの断面写真（右）2048 QAM coherent optical signal (left) and cross section of 19-core fiber (right)

Information Devices Division
情報デバイス研究部門

応用量子光学研究室
Applied Quantum Optics
Staff
八坂
教授

Hiroshi Yasaka
Professor

横田
助教

洋
信英

吉田

准教授

真人

Masato Yoshida
Associate Professor

Nobuhide Yokota
Assistant Professor

光通信システムの処理能力を飛躍的に増加するための光デバイス
技術、及び新世代光情報通信ネットワークシステムを実現するための革新的な新機能光デバイスやレーザ光源の実現を目標として研究を進めている ｡ 本研究室では、あわせて光エレクトロニクス的手法による情報通信・超精密計測や、半導体光デバイスの超高速動作とその演算処理への応用など、新しい光エレクトロニクス分野の開拓をはかっている ｡

半導体レーザや半導体光変調器をベースとした高機能半導体光デバイス、及び新機能半導体光集積回路の研究を行っている。光の強度、位相、周波数、偏波を自由に操ることのできる半導体光デバイス・光集積回路を実現することで、超大容量・超長距離光通
信ネットワークの実現を目指している。また、新原理に基づく半導体光機能デバイスの創出を目指し、デバイスレベルから光情報
通信ネットワークシステムを革新していくことを目指している。

高精度光計測研究分野｜吉田准教授

Highly Functional Photonics (Prof. Yasaka)
We have been studying highly functional semiconductor photonic devices and semiconductor photonic integrated circuits
based on semiconductor lasers and semiconductor opticalmodulators to create novel semiconductor photonic devices,which can control intensity, phase, frequency and polarizationof optical signal freely. Furthermore we research novel semiconductor photonic functional devices based on novel principle to realize innovative photonic information communication
network systems.

High accuracy optical measurement(Assoc. Prof. Yoshida)
We are engaged in the development of frequency stabilized laser operated at 1.55 µm and its application to high accuracy optical measurements. Furthermore, we are developing ultra-shortpulse lasers.

(a) Lasing spectra under free run and feedback conditions(b) magnified spectrum under feedback condition

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 31

Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics(a) 負帰還制御前後のスペクトル、(b) 負帰還時スペクトルの拡大図

ナノ・スピン実験施設

狭線幅光負帰還半導体レーザチップ

Narrow linewidth optical negative feedback semiconductor laser chip

Systems & Software Division
システム・ソフトウェア研究部門

1.55µm 帯周波数安定化レーザの開発とその高精度光計測への応
用研究を進めている。さらに超短パルスレーザの開発に取り組んでいる。

We are investigating novel, highly functional semiconductor
photonic devices and laser light sources, which is indispensable to realize new generation optical information communication network systems. Furthermore, our research interests
cover ultrafast photonic devices including laser sources, opto-electronic semiconductor devices and their applications to
optical computing and signal processing areas.

Human Information Systems Division
人間情報システム研究部門

高機能フォトニクス研究分野｜八坂教授

Research Activities

Broadband Engineering Divisionブロードバンド工学研究部門

研究活動Information Devices Division
情報デバイス研究部門

先端ワイヤレス通信技術研究室

Advanced Wireless Information Technology
Staff
末松
教授

本良
助教

憲治
瑞樹

Noriharu Suematsu

亀田卓

Suguru Kameda

Professor

准教授

Mizuki Motoyoshi

Jean Temga

Jean Temga

Assistant Professor

研究員

Research Fellow

Associate Professor

Broadband Engineering Divisionブロードバンド工学研究部門

研究活動

Research Activities

携帯電話などのワイヤレス通信が、単に音声やメールの伝送だけでなく、これまで有線でしか実現できなかったインターネット上の画像、動画など大量のデータを含むコンテンツの伝送にも使える情報社会が実現されようとしている。ワイヤレス通信の特徴としては、
その通信端末を自由に持ち歩くことができ、かつ、ネットワークの存在を感じずにどこでも使えることが挙げられるが、このためには、
小形、軽量、長い待受・通話時間だけでなく、どの場所でも、移動中でも、災害時でも必ず繋がる高信頼性が求められている。一方、取り扱うデータ量が増えていくために、データ量あたりに許される消費電力は減少させなくてはならず、これまで以上に電源に対して効率的なワイヤレス通信技術も求められている。

Human Information Systems Division
人間情報システム研究部門

先端ワイヤレス通信技術
研究分野｜末松教授

Systems & Software Division
システム・ソフトウェア研究部門

本研究分野では地上系・衛星系を統合した高度情報ネットワークの実現を目指して、高信頼かつ電力消費の少ない先端ワイヤレス
通信技術（Advanced Wireless IT）に関する研究を、信号処理回路・
デバイス・実装技術から変復調・ネットワーク技術に至るまで、一貫して研究・開発を行っている。
信号処理回路・デバイス・実装技術の研究としては、シリコン
CMOS 技術を用いた超高周波帯 RF パワーアンプ・シンセサイザ・
ミキサなどの設計・開発、超小型アンテナモジュールの開発を行っている。そして、これらのシリコン RF デバイス、アンテナモジュー
ルなどのワイヤレス通信端末に必要な回路の特性を、ディジタル回路技術を用いて補償するディジタルアシステッド RF アナログ回路の研究・開発を行っている。
変復調・ネットワーク技術の研究としては、自動車・鉄道など
による高速移動時にも高速ネットワークアクセスを可能とする次世代の広域・高速モバイルブロードバンドワイヤレスアクセス（MBWA; mobile broadband wireless access）の研究を行っている。また、オフィス・家電ディジタル機器をネットワーク接続可能とするような、高信頼・高速ワイヤレス LAN やワイヤレス PAN（personal area network）の研究を行っている。

先端ワイヤレスネットワーク技術
研究分野｜亀田准教授

Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

ナノ・スピン実験施設

本研究分野では、衛星通信を含むあらゆる無線通信方式を受信し、ユーザが意識することなく常に最適なネットワークへシームレスにアクセス可能とする、ワイヤレス通信技術の設計・開発を行っている。また、大規模災害時にも対応可能な大収容数対応のワイ
ヤレスアクセス方式についての研究を行っている。

Fig.1 ユビキタス化・ブロードバンド化が進むネットワークの進化
Fig.1 Evolutional network for ubiquitousness and broadband

32 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

Wireless communication systems, such as cellular phones, haveoffered mobile voice/mail services to us. Nowadays, they begin to offer mobile internet services which handle high capacity photo/motion data. In order to enjoy freedom from wired
lines, small size, light weight, long battery life terminals havebeen required. For the next generation wireless systems which
include terrestrial / satellite communications, dependable connectivity and green wireless information technologies (IT) willbe the key issues.

Advanced Wireless Information Technology(Prof. Suematsu)
Toward the realization of a ubiquitous and broad-band wirelessnetwork, we are actively engaged in the research work on dependable and low power consumption advanced wireless IT.
We cover the whole technical fields from the lower to higher
layers, i.e., signal processing, RF/Mixed signal device, antenna,
MODEM and network technologies.
As the studies on signal processing, RF/Mixed signal device andantenna technologies, we are developing RF/Millimeter-wave
RF CMOS IC’s, antenna integrated 3-dimensional system inpackage (SiP) transceiver modules, digital/RF mixed signal IC’s.
As the studies on MODEM and network technologies, we arefocusing on next generation mobile broadband wireless access (MBWA: mobile broadband wireless access), dependable
broadband wireless local area network (WLAN) and ultra-broadband wireless personal area network (WPAN).
We are also working for the next generation wireless communication systems/devices which include a location / short message communication system via quasi-zenith satellites (QZS)
and a fusion of various wireless communication systems “dependable wireless system.”

Advanced Wireless Network Technology(Assoc. Prof. Kameda)
We are engaged in the development of wireless access technology for heterogeneous wireless network include satellite
communications. Specifically, we are developing seamlessroaming technologies among heterogeneous networks andlarge-capacity wireless access method for large disaster relief.

Fig.2 広帯域ワイヤレス通信用 1 チップ送受信機の研究
Fig.2 One-chip modem LSI for broadband wireless communication

Information Devices Division
情報デバイス研究部門

情報ストレージシステム研究室
Information Storage Systems
Staff
田中
教授

陽一郎

Yoichiro Tanaka

Simon Greaves

Simon Greaves

Professor

准教授

Associate Professor

情報ストレージ・コンピューティングシステム
研究分野｜田中教授
本研究分野では、データを記録・保管するというストレージの本来の役割をベースに、高速性、大容量性、インテリジェンス性を兼ね備えた新たな情報ストレージシステムの構築に向け、材料・
デバイス技術からシステムレベルにわたる新たな研究を行なっている。システムレベルの展開を視野に入れながら、磁気記録を始めとした高度な情報ストレージ関連の材料・デバイス・メモリ技術を一層進展させた新しい情報ストレージシステムのインテリジェンス化の研究を行なっている。

磁気記録に使用される磁性材料の挙動をモデルするために、マイ
クロ磁区シミュレーションが使用される。記録媒体をモデル化するために媒体の個々の磁性粒子を計算することができる。次に、有限要素モデルからのヘッド磁界分布を用いて、記録シミュレー
ションを行うことができる。ヘッドと媒体の設計は、モデルを通して最適化することができる。
他の磁気デバイスもモデル化することができる。一例は、不揮発性磁気記憶装置である磁気ランダムアクセスメモリ（MRAM）である。いくつかマイクロ磁区シミュレーションの例を図に示す。
この研究室が取り組んできたトピックとして、磁性ナノワイヤー、
2 次元スピンアイス、磁壁ピン方法、エネルギーアシスト磁気記録などが挙げられる。

Information Storage・Computing Systems(Prof. Tanaka)
In this research field, we are conducting research on a wide
range of materials, devices and systems aiming at the establishment of new information storage systems with highperformance, high capacity and intelligence based on thefundamental storage functions of data recording and storage.
With system level application development in sight, we are
exploring intelligent, future information storage systems by integrating advanced technologies such as recording materials,
devices and memories.

Recording Theory Computation(Assoc. Prof. Greaves)
Micromagnetic simulations are used to model the behaviorof magnetic materials used in data storage applications. To
model a recording medium the individual magnetic grains of
the medium can be simulated. Then, using a head field distribution from a finite element model, recording simulations canbe carried out. The design of the head and medium can be
optimized through the model.
Other magnetic devices can also be modeled. One example
is magnetic random access memory (MRAM), a non-volatilemagnetic storage device. Some other micromagnetic simulation examples are shown. Magnetic nanowires, two dimensional spin ices, domain wall pinning and energy-assisted
recording are some of the topics we have worked on.

Systems & Software Division
システム・ソフトウェア研究部門

記録理論コンピュテーション
研究分野｜Greaves 准教授

Our main interest lies in high-density information storage
technology.
The amount of data generated in the form of multimedia, IoT
and AI information increases dramatically every year. Next
generation advanced ICT and information storage systems
with high performance, high capacity and intelligence are
required. In this group, we are conducting research into highdensity information storage based on perpendicular magnetic
recording and magnetic devices invented in this laboratory.
Magnetic materials and devices are modelled using micromagnetic simulations. Our aim is fast, low power consumption, high capacity terabit storage (over 10 T bits/inch2 areal
density), in which the size of each stored bit of information occupies an area of less than a few nm by a few nm. In addition,
we are investigating advanced information storage and computing systems to handle Peta byte class mass data analytics
by closely unifying both data storage and processing.

Human Information Systems Division
人間情報システム研究部門

本研究分野では大容量情報を保存出来る情報ストレージ技術に関する研究を行っている。IoT や AI を駆使したビッグデータ情報活用の飛躍的な拡大が続いており、次世代の情報通信システムの高度化に向け高速性・大容量性・インテリジェンス性を兼ね備えた
情報ストレージシステムの構築が望まれている。本分野では、コ
ア技術である高密度磁気ストレージの進化のため、本研究所にて発明された垂直磁気記録を用いる記録方式、デバイス、マイクロマグネティックシミュレーションを使った磁性材料とデバイスのモデル化の研究により記録密度と性能の向上を目指している。1
ビットの面積が数ナノメータ四方以下という次世代の高速高密度
情報ストレージ（テラビットストレージ）と、それを用いる高速
省電力超大容量ストレージシステムの実現を目標にしている。更にデータストレージとコンピューティングを近接させペタバイ
ト級の大容量データの解析を行う新しい情報ストレージ・コン
ピューティングシステムに関する研究を行なっている。

Research Activities

Broadband Engineering Divisionブロードバンド工学研究部門

研究活動

図２

マイクロ磁区シミュレーションの例

Fig.2 Examples of micromagnetic simulations

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 33

Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

ナノ・スピン実験施設

図１ 垂直磁気記録のナノスケール解析の例

Fig.1 Nano-scale analysis of perpendicular magnetic recording

Information Devices Division
情報デバイス研究部門

超ブロードバンド信号処理研究室
Ultra-Broadband Signal Processing
Staff
尾辻
教授

渡辺
助教

泰一

隆之

Taiichi Otsuji

佐藤昭

Akira Satou

Professor

准教授

Takayuki Watanabe

Victor Ryzhii

Victor Ryzhii

Assistant Professor

研究員

Research Fellow

Associate Professor

Broadband Engineering Divisionブロードバンド工学研究部門

研究活動

Research Activities

本研究分野では、いまだ未踏の電磁波領域であるミリ波・テラヘ
ルツ波（サブミリ波）帯の技術を開拓、実用化するために、本領域で動作する新しい電子デバイスおよび回路システムの創出と、それらの情報通信・計測システムへの応用に関する研究開発を行っている。

超ブロードバンドデバイス・システム研究分野｜尾辻教授

Human Information Systems Division
人間情報システム研究部門

ミリ波・テラヘルツ帯での動作が可能な新規電子デバイスおよび
そのシステムを研究する。具体的には、半導体ヘテロ接合構造やグラフェンに発現する 2 次元プラズモン共鳴を利用した新しい動作原理のテラヘルツ帯レーザーや高速トランジスタの創出を目指す。さらに、これら世界最先端の超ブロードバンドデバイス・回路を応用して、超高速無線通信や安心 ･ 安全のための新たな計測技術の開発を進めている。

超ブロードバンドデバイス物理
研究分野｜佐藤准教授

Systems & Software Division
システム・ソフトウェア研究部門

新規材料・新規動作原理に基づくミリ波・テラヘルツ波デバイスの創出を目指し、デバイス内の電子輸送現象や光電子物性といった物理の理論的解明や実験的実証を行なっている。また、将来の超高速無線通信や光電子融合ネットワークへのデバイス実用化に向けた研究開発を進めている。

Terahertz (sub-millimeter) coherent electromagnetic waves are
expected to explore the potential application fields of future
information and communications technologies. We are developing novel, ultra-broadband integrated signal-processing
devices/systems operating in the millimeter and terahertz frequency regime.

Ultra-Broadband Devices and Systems(Prof. Otsuji)
We are developing novel, integrated electron devices andcircuit systems operating in the millimeter-wave and terahertz
regions. III-V- and graphene-based active plasmonic heterostructures for creating new types of terahertz lasers and ultrafast transistors are major concerns. By making full use of theseworld-leading device/circuit technologies, we are exploring
future ultra-broadband wireless communication systems aswell as spectroscopic/imaging systems for safety and security.

Ultra-Broadband Device Physics(Assoc. Prof. Satou)
For creation of millimeter-wave/terahertz devices based on new materials and/or new operation principles, we are theoretically and experimentally investigating physics in the devices such as electron-transport phenomena and optoelectronic properties. Furthermore, we areconducting research and development of the devices for their applications to future ultra-fast wireless communications and photonics-electronics convergence networks.

Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

ナノ・スピン実験施設

電流注入型グラフェントランジスタレーザー素子 (DFBDG-GFET) の電子顕微鏡写真、利得係数＆ Q 値解析結果、単一モードテラヘルツレーザー発振の観測結果

グラフェン二重層二次元原子薄膜ヘテロ接合におけるフォトンアシスト共鳴トンネルによるテラヘルツ自然放
出の観測結果current-injection graphene transistor laser (DFB-DGGFET). SEM images, measured ambipolar property,
simulated modal gain and Q factor, and world-firstmeasured single-mode THz lasing spectra.

world-first observation of terahertz spontaneousemission in double-graphene-layered 2D atomicallythin heterojunctions via photoemission-assisted resonant tunneling.

34 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

UTC-PD 上部集積 HEMT 光電子融合ミキサ素子の模式図、電子顕微鏡写真、ミキシング出力の測定結果

Schematic view, SEM image, and measured mixing
output of a UTC-PD-top-integrated HEMT photonics-electronics-convergence mixer.

Information Devices Division
情報デバイス研究部門

量子光情報工学研究室

Quantum-Optical Information Technology
Staff
枝松

圭一

Keiichi Edamatsu

松本伸之

Nobuyuki Matsumoto教授

Professor

助教（兼）Assistant Professor*

Soyoung Baek

Soyoung Baek

助教

Assistant Professor

三森康義

Yasuyoshi Mitsumori

金田文寛

Fumihiro Kaneda

准教授

Associate Professor

助教（兼）Assistant Professor*

Bin Ho Le

Bin Ho Le

研究員

Research Fellow

現在の情報処理・通信技術は、信号を電圧や周波数などの古典的でマクロな物理量に対応させて様々な処理を行っているが、近い
将来、情報の高密度化と高速化に限界が訪れることが指摘されている。これに対し、個々の電子や光子などのミクロな量に情報を保持させ、量子力学の原理を直接応用することによって、従来の限界を打ち破る性能を持ちうる量子情報通信技術の実用化が強く期待されている。本研究室は、電子および光子を用いた量子情報
通信デバイスの実用化を目指し、未来の量子情報通信の中核となるべき極限技術の開発に積極的に挑戦している。

量子もつれなどの光の量子性を駆使した量子情報通信技術、新材
料・半導体量子構造を用いた量子情報通信デバイス、極限量子計
測・制御技術の基礎開発を行っている。

Quantum-Optical Information Technology(Prof. Edamatsu)
Development of fundamental devices and quantum measurement techniques for quantum info-communication technology(QICT) utilizing photons, novel materials and semiconductor
nanostructures.

Quantum Laser Spectroscopy(Assoc. Prof. Mitsumori)
Development of optical manipulation technique of electrons
in semiconductor quantum structures for the realization of
QICT

図１. ダイヤモンド中の不純物欠陥（NV 中心）を用いた無偏光単一光子発生。

図２. 周波数の量子もつれ光子発生方法の概念図。

Fig.1 Schematic picture of unpolarized single-photon generation using a compound defect, a nitrogen vacancy center (NV center), in a diamond.
Spheres, designated N and V respectively, indicate a nitrogen atom and avacancy which comprises an NV center in the diamond lattice. Dynamicallyand statically unpolarized single-photon emission is induced by laser excitation for a [111]-oriented NV center in (111) diamond.

Fig.2 An illustration of the scheme for producing frequency-entangled photons. A
nonlinear crystal has two different poling periods so that produced photon
pairs with orthogonally polarized photon pairs can be frequency entangled.

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 35

Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

ナノ・スピン実験施設

半導体量子構造における電子状態の光制御法の開発および光学物性の解明を行い、量子情報通信の実現に向けた光デバイスの開発を目指している。

Systems & Software Division
システム・ソフトウェア研究部門

量子レーザー分光工学
研究分野｜三森准教授

Current information and communication technology utilizes
macroscopic and classical physical quantities, such as voltage or frequency of electric fields. The classical technology
will reach the limit of information density and speed in thenear future. The quantum-mechanical counterpart, “quantum
information processing and communication technology”, inwhich information is carried by microscopic and quantum-mechanical quantities, is expected to overcome the difficulty. Our
goal is to develop quantum information devices utilizing quantum interaction between electrons and photons in semiconductor nanostructures, to obtain further understanding of their
physics, and to apply them to practical quantum information
technologies.

Human Information Systems Division
人間情報システム研究部門

量子光情報工学
研究分野｜枝松教授

Research Activities

Broadband Engineering Divisionブロードバンド工学研究部門

研究活動

生体電磁情報研究室

Electromagnetic Bioinformation Engineering

生体電磁情報研究分野（石山教授）

生体電磁材料研究分野（枦准教授）Electromagnetic Bioinformation Engineering(Prof. Ishiyama)

Electromagnetic Bioinformation Materials(Assoc. Prof. Hashi)○超高感度磁界センサ○高周波電磁界計測技術○マイクロ磁気アクチュエータ○磁気利用次世代医療機器○ワイヤレス磁気センシングシステム○機能性磁性材料○エネルギー用磁気デバイス・磁性材料• Super high sensitivity magnetic field sensor• High-frequency electromagnetic measuringsystem• Micro magnetic actuator• New medical equipment using magnetic• Wireless magnetic sensing system• Functional magnetic materials• Magnetic devices & materials for energy

人間情報システム
研究部門

Human Information Systems Division

実世界コンピューティング研究室
Real-World Computing

実世界コンピューティング
研究分野（石黒教授）

実世界数理モデリング
研究分野（加納准教授）

Real-World Computing(Prof. Ishiguro)

Real-world Mathematical Modeling(Assoc. Prof. Kano)○超大自由度ソフトロボットの制御○這行や遊泳、飛行、歩行、走行における自律分散制御○多芸多才な振る舞いの発現原理の力学的解明とロボティクスへの応用○交通システムの自律分散制御に関する研究○群れの発現メカニズムの解明と群ロボットへの応用に関する研究• Control of soft-bodied robots with large degrees of bodily freedom• Autonomous decentralized control for various
types of locomotion, e.g., crawling, swiming,
flying, walking, running• Dynamical system approach to understand versatility behavioral and its application to robotics• Study on autonomous decentralized control of
traffic systems• Study on swarm formation mechanism and its
application to swarm robotic systems

高次視覚情報システム研究室

Visual Cognition and Systems

高次視覚情報システム
研究分野（塩入教授）

知覚脳機能研究分野（栗木准教授）

注意・学習研究分野（曽准教授）○視覚的注意の時間特性と空間特性の測定○眼球運動制御と視覚的注意機構のモデル化○ 3 次元認識の初期、中期、高次視覚特性の研究○脳内の色情報表現に関する研究○視覚情報の脳内での分離・統合に関する研究○視覚的注意のメカニズムとモデル化○多感覚知覚と学習○視知覚の発達と認知

Visual Cognition and Systems(Prof. Shioiri)• Measurements of spatial and temporal characteristics of visual attention• Modeling control system of eye movements
and visual attention• Investigation of early, middle and late vision of
3D perception

先端音情報システム研究室

Cognitive Brain Functions(Assoc. Prof. Kuriki)• Representation of color information in humanbrain• Separation and integration of visual information in human brain

Advanced Acoustic Information Systems

先端音情報システム研究分野（坂本教授）
Advanced Acoustic Information Systems(Prof. Sakamoto)○聴覚及び複合感覚知覚情報処理過程の研究○ 3 次元音空間情報の高精細センシングシステムの構築○複合感覚情報処理に基づく音響情報システムの構築• Mechanism of multisensory information processing including hearing• Development of high-definition 3D soundspace acquisition systems• Auditory information systems based on multisensory information processing

Attention and Learning Systems(Assoc. Prof. Tseng)• Visual attention mechanisms and models• Multi-sensory perception and learning• Developmental vision and cognition

多感覚情報統合認知システム研究室
Multimodal Cognitive System

多感覚情報統合認知システム
研究分野（坂井教授）
Multimodal Cognitive System Group(Prof. Sakai)○味覚・嗅覚を中心とする多感覚情報統合シス
テムの理解に関する研究○多感覚情報統合の産業応用に関する研究• Research for understanding about the system
underlying multimodal sensory integrationand cognition• Applying the psychological and neuroscientific knowledge about multimodal sensory andcognitive system to industries

情報コンテンツ研究室
Information Content

インタラクティブコンテンツ設計
研究分野（北村教授）

ヒューマンコンテンツインタラクション
研究分野（高嶋准教授）

Interactive Content Design(Prof. Kitamura)

Human-Content Interaction(Assoc. Prof. Takashima)○インタラクティブなコンテンツの可視化○ 3 次元モーションセンシングとインタラクション○バーチャルリアリティとクロスモーダルユーザ
インタフェース○ドローンを活用する新しいインタラクティブコ
ンテンツ○動的・適応型空間ユーザインタフェース○センサブロック・インタフェース○人の身体性に基づくインタラクション技術○スマートデバイスを利用したタッチインタラクション• Interactive Content Visualization with Emerging Algorithms• 3D Motion Sensing and Interaction• Virtual Reality and User Interface based on
Cross-modal Effect• Interactive Drone Content for Entertainment /Wildlife Symbiosis• Dynamic and Adaptive Spatial User Interfaces• Sensor Blocks and Interface• Human Physical-based Content Interaction
Techniques• Touch Interaction using Smart Devices

ナノ・バイオ融合分子デバイス研究室
Nano-Bio Hybrid Molecular Devices

ナノ・バイオ融合分子デバイス
研究分野（平野教授）
Nano-Bio Hybrid Molecular Devices(Prof. Hirano-Iwata)○人工細胞膜に基づくデバイスの開発と応用に関する研究○ナノ構造体の構築とバイオセンサ応用に関する研究○培養神経細胞を用いた人工神経回路網に関する研究○生体分子・神経回路網のモデリングに関する研究○二次元バイオ材料に基づく電子・イオンデバ
イスの創成に関する研究○有機トランジスタを用いたフレキシブルデバ
イスに関する研究• Development of artificial cell membrane sensors and their medical applications• Fabrication of nanostructures and their biosensor applications• Construction of artificial neuronal networks
based on cultured neurons• Modelling of biosystems and neuronal circuits• Construction of electronic and ionic devices
based on biological two-dimensional materials• Development of flexible devices using organic
transistors

Information Devices Division
情報デバイス研究部門

生体電磁情報研究室

Electromagnetic Bioinformation Engineering
Staff
石山
教授

和志

Kazushi Ishiyama
Professor

枦

修一郎

准教授

Shuichiro Hashi
Associate Professor

Research Activities

生体との電磁コミュニケーションを確立し、生体のもつ情報シス
テムとしてのはたらきを理解するためには、生体の発する信号を捕らえることに加えて、生体の有する様々な機能性をも含めて情報として捉え、それらを総合的に理解するための研究開発が必要である。そのために当研究室では現在、生体の発する情報を受け取るセンシング技術ならびに生体に働きかけを行う技術に関する研究を推進している。これらの技術開発を通じて、生体との良好なコミュニケーション技術の確立を目指し、情報通信並びに医療福祉分野に貢献してゆく。

生体電磁材料研究分野｜枦准教授High frequency carrior-type thin film magnetic
field sensor

Stressless and painless acquisition technique for accurately
capturing the motion or the information of a human body isstrongly desired in the area of the medical treatment and/or
rehabilitation therapy. In this research division, sensing systems
for temperature and for hardness are studied as no contact
sensing systems. In addition, wireless magnetic motion capturesystem is studied for the medical and welfare use. Developmentof functional magnetic materials and its fabrication process arealso studied to progress these magnetic sensing systems.

完全埋め込み型補助人工心臓用小型ワイヤレスポンプのプロトタイプ

ワイヤレス磁気モーションキャプチャシステム

Wireless magnetic motion capture system

A prototype of wireless artificial heart assist blood
pump

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 39

Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

高周波キャリア型薄膜磁界センサ

Electromagnetic Bioinformation Materials(Assoc. Prof. Hashi)

ナノ・スピン実験施設

医療や福祉分野においては、検査や治療、リハビリ等を効率よく行うため、低侵襲かつ非接触で生体内外の様々な情報や動きをリ
アルタイムに取得可能な技術の開発が強く望まれている。本研究分野では、温度や硬さを検出し、その情報を非接触・非給電で取り出したり、同様に生体動作の高精度トレースを可能にする、ワ
イヤレス磁気センシングシステムの開発を推進している。また、
これら磁気センシングに利用可能な、機能性磁性材料の開発や作成法に関する研究についても取り組んでいる。

High-frequency carrier-type magnetic field sensor, which isdeveloped in our laboratory, obtains the world-highest fieldsensitivity in room temperature under the works for materials,
micro-fabrication techniques, controlling the magnetic properties. This sensor is studied for sensing system for bio-information. As one of the approaching system for human body,
wireless actuators and manipulators are investigated. This
technology is important for a basic study for robots working in
the human body. A part of this wireless driving technology isapplied for a development of completely embedding artificial
heart assist blood pump and a motion system for a capsuleendoscope working in the colon tube.

Systems & Software Division
システム・ソフトウェア研究部門

本研究分野で開発された、極めて高い磁界分解能を有する高周波キャリア型磁界センサは、材料開発・微細加工技術・磁気特性制
御技術・検出回路設計など多くの技術開発により、現在室温で動作する磁界センサとしては世界最高の感度を達成し、生体情報を検出するセンサとしてさらに一層の開発が進められている。また、生体に働きかけを行うための一つの手法として、ワイヤレスアク
チュエータ・マニピュレーターの検討を推進している。これは生体内で動作するロボットを実現するための重要な基盤技術の一つであり、その技術の一部は完全埋め込み型補助人工心臓への道を拓く小型ワイヤレスポンプの開発や、飲み込んで使用されるカプ
セル型内視鏡を消化管内で移動させるための手法として実用化研究が進められている。

Electromagnetic Bioinformation Engineering(Prof. Ishiyama)

Human Information Systems Division
人間情報システム研究部門

生体電磁情報研究分野｜石山教授

For realizing good communication with human body, and forrealizing the properties of the human body as an information
system, we have to realize the function of the human body as
information in addition to catch the signals from the humanbody. Our research division works on the technology for sensing the information from the human body and for approachingaction to the human body. We are focusing to realize the communication technology with human body and to contributeinformation and communication systems and medical-welfare
spheres.

Broadband Engineering Divisionブロードバンド工学研究部門

研究活動Information Devices Division
情報デバイス研究部門

先端音情報システム研究室

Advanced Acoustic Information Systems
Staff
坂本
教授

修一 Shuichi Sakamoto
Professor

Broadband Engineering Divisionブロードバンド工学研究部門

研究活動

Research Activities

先端音情報システム研究室は、聴覚系及びマルチモーダル知覚情報処理過程に関する基礎研究と、その知見を用いて高度な音響通信システムや快適な音環境を実現するための研究、更にはシステ
ム実現の基礎となるディジタル信号処理の研究に取り組んでいる。これらの研究は、音響学・情報科学だけでなく、電気・通信・
電子工学、さらには機械工学・建築学など工学のさまざまな分野
や、医学・生理学・心理学などの他の分野とも接点を有する領域にまたがる学際的な性格を特徴としている。

Human Information Systems Division
人間情報システム研究部門

先端音情報システム
研究分野｜坂本教授

We aim to develop advanced and comfortable acoustic communication systems exploiting digital signal processing techniques. To realize this, we are keenly studying the information
processing that takes place in the human auditory system.
Moreover, we also investigate the mechanisms for multimodal
information processing, including hearing. We mainly apply a
psycho-acoustical approach to study human auditory and multimodal perception. In this sense, our research is characterized
by its high interdisciplinary nature which covers acoustics, information science, communications engineering, electronics,
audiology and psychology.

Advanced Acoustic Information Systems(Prof. Sakamoto)We study the mechanism of human multimodal processing,including hearing. In particular, we focus on speech perception as an audio-visual process, the judgment of auditory
space during motion and the impression of a sense-of-reality
in multimodal content. Such knowledge is crucial to develop
advanced communication and information systems. Based on
this knowledge, we are developing future auditory information
systems.

157ch の包囲型スピーカシステムを用いたアンビソニックス超高精細音空間再生システム

仰角方向の頭部伝達関数。極と零点が仰角によって規則的に変化している。

Systems & Software Division
システム・ソフトウェア研究部門

視聴覚音声知覚や、自己運動中の音空間知覚など、聴覚情報、及び複数の感覚情報が複合して存在する環境下での人間の知覚情報処理過程を心理物理学的な方法を用いて解明するとともに、その知見を活用した、高精細 3 次元音空間センシングシステムやマル
チモーダル聴覚支援システム等の音響情報システムの構築・高度化に取り組んでいる。

Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

ナノ・スピン実験施設

Accurate sound space communications system based on higher order Ambisonics by using 157ch loudspeaker array

40 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

Head-related transfer functions as a function of elevation.Poles and zeros changesystematically with the rise of elevation.

Information Devices Division
情報デバイス研究部門

高次視覚情報システム研究室
Visual Cognition and Systems
Staff
塩入
教授

羽鳥
助教

諭 Satoshi Shioiri

准教授

康裕 Yasuhiro Hatori

金子

Assistant Professor

佐藤

栗木Professor

好幸 Yoshiyuki Sato

曽一郎 Ichiro Kuriki

准教授

Associate Professor加蕙 Chia-Huei Tseng
Associate Professor

沙永 Sae Kaneko

助教（兼）Assistant Professor*

特任助教（兼） Specially Appointed Assistant Professor*

Wu Wei Wu Wei
研究員

Research Fellow

本研究室では、脳機能について特に視覚系の働きの研究から探求し、それに基づく人間工学、画像工学などへの応用的展開を目的としている。人間の視覚特性を知るための心理物理学的実験を中
心に脳機能測定やコンピュータビジョン的アプローチを利用して、視覚による空間知覚、立体認識、注意による選択機構のモデルの構築、視触覚統合機構に関する研究をしている。

高次視覚情報システム研究分野｜塩入教授

知覚脳機能研究分野｜栗木准教授

注意・学習研究分野｜曽准教授

Visual Cognition and Systems (Prof. Shioiri)
Modeling the processes of human vision based on the findingsof the strategies that the visual system uses, we plan to propose
appropriate methods for evaluation of image qualities, efficient
way of image presentation and evaluation of visual environments
in general. We also investigate dynamic selection process in vision
with or without attention to realize prediction system of humanperception and action in the future.

Cognitive Brain Functions (Assoc. Prof. Kuriki)
Our perceptual experience arises from neural activities in the brain.
Studies of these neural activities are critical for understanding themechanisms of visual perception. Moreover, displaying visual information in a proper way is crucial in information and communication
technology. We believe, understanding cortical representations ofvisual information improves the efficiency of visual communications.
Here we investigate the representation of information (mainly oncolor) in human visual cortex using brain-activity measurements andanalyses in relation to visual perception.

Attention and Learning Systems (Assoc. Prof. Tseng)

本研究では、視覚刺激を見たときに誘発される脳波の計測によって、複数の位置における注意効果を同時に計測し注意の広がりを求めた。SSVEP は，注意を向けた位置を中心に、そこから離れるにしたがって注意の効果が徐々に低下するのに対して、ERP の P3という成分では注意位置のみで大きな効果を得ることができ、その周囲の情報はむしろ抑制されている。

大脳の初期段階において視覚情報がどのような形で表現されているか、まだ解明されていない。心理物理学的研究と、脳機能計測 (fMRI 等 ) 研究を組み合わせる事によって、脳内の視覚情報処理メカニズムを調べる。その結果、どのような情報表現が脳（＝人間）にとって扱いやすいか、という示唆が得られる。

The spatial extent of visual attention was measured using two kinds of brain waves:steady state visual evoked potential (SSVEP) and event related potential (ERP). In thecase of SSVEP, the attentional effect gradually decreased with the distance from the attended location. In the case of ERP, however, the attentional effect was obtained at thelocation where visual attention was directed, and information around the attentional
locations was suppressed.

Representation of visual information in the early stage of human visual cortex is still
unknown. The mechanisms of visual information processing will be investigatedby using behavioral studies and functional brain-imaging studies. This study may
reveal the “optimal coding method” of the visual information for human brain.

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 41

Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

My research interests cover the broadly-defined human cognitive
functions such as perception, attention, and learning. With psychophysical, neurophysiological, and computational approaches, we try
to answer how sensory systems construct a coherent world that we
experience and look for applications to enhance human life quality.

ナノ・スピン実験施設

本研究分野では、心理物理学、神経生理学、計算論の３つのアプロー
チを利用して、知覚、注意、学習といった人間の認知機能の理解を目指す。私たちが経験する首尾一貫した世界を、人間の感覚システムはどのように構築しているのかを理解し、これらの成果に基づき、私たちの日常生活の質を向上するための応用的展開を探求する。

Systems & Software Division
システム・ソフトウェア研究部門

人間の知覚体験は脳内の神経活動として生じている。従って、知覚の情報処理機構を理解する上で、脳内の情報表現や情報処理に関する研究は非常に重要である。また、脳内で適切に表現できる
ように視覚情報を呈示する事により、情報通信において適切な視覚情報の呈示方法に関する示唆を与えることができる。そこで
我々は、知覚に関する心理物理学的な研究と、脳活動の計測を対比する方法を用いる事により、視覚に関する脳内での情報処理に関する研究をおこなっている。特に物体の表面属性である色の知覚を中心に、脳内での情報表現に関する研究を行っている。

Human brain is one of the most adaptable systems in the world.
Understanding the brain functions is one of the most important
issues for evaluating and designing things around us to improve
the quality of life. We investigate the brain through visual functions to apply the knowledge to human engineering and image
engineering.

Human Information Systems Division
人間情報システム研究部門

視覚の空間知覚を中心に、立体視、運動視における視覚脳機能、原理を探求し、そのモデル化を通して、人間の視覚を理解、それを模擬するシステムの構築を目指す。また、知覚の能動的側面とし、視線移動制御や注意機能を理解し、モデル化を目指す。これ
らの成果に基づき、画像情報の評価、効率的呈示、視環境の評価システムの構築への展開する。さらに、視覚や触覚の無意識的選択の過程を調べることから、様々な環境下での人間の視覚認識や行動を予測するための研究に取り組んでいる。

Research Activities

Broadband Engineering Divisionブロードバンド工学研究部門

研究活動Information Devices Division
情報デバイス研究部門

情報コンテンツ研究室
Information Content
Staff
北村
教授

藤田
助教

喜文
和之

Yoshifumi Kitamura

高嶋Professor

准教授

Kazuyuki Fujita

池松Assistant Professor

和毅

助教

Kazuki Takashima
Associate Professor

香

Kaori Ikematsu
Assistant Professor

Broadband Engineering Divisionブロードバンド工学研究部門

研究活動

Research Activities

IoT の普及と相まって、部屋など身の回りの環境や空間全体を情報化・知能化しつつある。その流れは、家具や什器など、これまで知能化があまり進んでいなかった対象にも及ぶようになり、
これらを含む空間全体と人との良好な関係を考えることは喫緊の課題となっている。私たちは、デジタル化されているものだ
けでなく、身の回りのあらゆるものをコンテンツと捉え、これらを活用することで、人々の生活、作業、コミュニケーション
をより快適で豊かなものにするインタラクティブコンテンツの研究を進めている。

Human Information Systems Division
人間情報システム研究部門

インタラクティブコンテンツ
研究分野｜北村教授
バーチャルリアリティを始めとして、様々な３次元コンテンツに必要なモーショントラッキングシステムの開発や、多次元大量情報コンテンツを効果的に扱うためのユーザインタフェース技術等に幅広く取り組んでいる。

ヒューマンコンテンツインタラクション
研究分野｜高嶋准教授

Systems & Software Division
システム・ソフトウェア研究部門

バーチャルリアリティ等の空間コンテンツと人との関係性を理解するとともに、それを応用し人の能力やコミュニケーションを強化できる新しい空間インタフェースを研究している。特に、バーチャルまたはフィジカルディスプレイによる動的な空間ユーザイ
ンタフェースやインタラクションテクニック等に重点的に取り組んでいます。

Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

ナノ・スピン実験施設

42 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

As the Internet of Things (IoT) expands, everything around us iscoming online, and joining integrated networks. Even everyday
items like furniture are going digital. We view all artifacts, physical and digital, as content. Honoring the unique perspectives ofpeople, systems, and the environments they inhabit, we study
the interactions between types of content, with the ultimate
goal of formulating cohesive, holistic, and intuitive approaches
that promote efficiency, ease of use, and effective communication, we focus on content design to enhance living.

Interactive Content Design(Prof. Kitamura)This team explores novel motion tracking systems that significantly expand design opportunities of various interactive spatial
content and new interactive content design technologies that
effectively and flexibly manage higher-dimensional content.

Human-Content Interaction(Assoc. Prof. Takashima)
This team attempts to understand the relationship between
human and spatial elements surrounding of them and develop
spatial user interfaces that enhance human’s abilities and interactions among them. We mainly work on adaptive and flexible
interfaces using virtual and physical displays to make various
interaction scenarios easier and more comfortable.

Information Devices Division
情報デバイス研究部門

実世界コンピューティング研究室
Real-World Computing
Staff
石黒
教授

福原
助教

章夫
洸

Akio Ishiguro加納

剛史 Takeshi Kano

Professor

准教授

Akira Fukuhara

安井浩太郎

Assistant Professor

助教（兼）Associate Professor

Kotaro Yasui
Assistant Professor*

Research Activities

実世界コンピューティング研究室では、自然界や社会システムにおける諸現象の発現メカニズムを自律分散制御＊の観点から理解
し、人工物の設計論へと昇華することを目的として研究を行っている。

Our laboratory aims to understand essential mechanisms underlying various natural and social systems from the viewpointof autonomous decentralized control,* and to establish design principles of artificial agents.

＊* Autonomous decentralized control: Control scheme in which
non-trivial macroscopic functionalities emerge from interactions among individual components.

自律分散制御：単純な認知 ･ 判断 ･ 運動機能を持つ要素（自律個）が相互作用することによって、個々の要素の単純性からは想像もできない非自明な大域的特性（機能）を創発させるという、「三
人寄れば文殊の知恵」をまさに地でいくような制御方策。

For further details, please refer to the “Laboratory for Brainware
Systems” section.

ナノ・バイオ融合分子デバイス研究室
Nano-Bio Hybrid Molecular Devices

平野教授

Ayumi Hirano-Iwata
Professor

小宮
助教

愛弓
麻希

但木
助教

大介

Daisuke Tadaki
Assistant Professor

Maki Komiya
Assistant Professor

研究活動

詳細は『ナノ・スピン実験施設』参照

For further details, please refer to the “Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics” section.
電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 43

Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

Our research activities focus on development of highly sophisticated molecular-scale nanodevices through the combinationof well-established microfabrication techniques and various soft
materials, such as biomaterials and organic materials. We areworking on medical bioelectronics where we try to apply semiconductor micro- and nano-fabrication techniques to developmentof a sensor platform for drug screening, organic electronics where
we try to develop various sensors based on organic materials, andbioelectronics where we try to construct artificial neuronal circuits
as a model system for understanding brain functions. These devices can combine with information systems, leading to realizationof a new technology for health-conscious society.

ナノ・スピン実験施設

成熟した微細加工技術とバイオマテリアル、有機材料との融合により、高次情報処理を可能にするナノスケール、分子スケールの様々なデバイスの開発を目指す。半導体微細加工技術を薬物スク
リーニングなどの医療用途に利用するメディカルバイオエレクト
ロニクス、有機材料に基づくセンサ開発を行う有機エレクトロニ
クス、そして、生きた細胞を使って神経回路を作り上げ、脳のしくみを理解しようとするバイオエレクトロニクスの研究を進めている。これらのデバイスは情報通信システムと結合可能であり、健康社会のための新技術として実現することを目指している。

Research Activities

Systems & Software Division
システム・ソフトウェア研究部門

Staff

Human Information Systems Division
人間情報システム研究部門

詳細は『ブレインウェア研究開発施設』参照

Broadband Engineering Divisionブロードバンド工学研究部門

研究活動Information Devices Division
情報デバイス研究部門

多感覚情報統合認知システム研究室
Multimodal Cognitive System Group
Staff
坂井

信之

教授（兼）

Nobuyuki Sakai
Professor*

山本
助教

浩輔

Kosuke Yamamoto
Assistant Professor

Broadband Engineering Divisionブロードバンド工学研究部門

研究活動

Research Activities

Human Information Systems Division
人間情報システム研究部門

電気通信研究所がこれまでに蓄積してきたソフトウエアや人間
情報に関する研究実績をさらに発展させ、将来にわたって情報通信分野の研究を先導し続けるための新分野の開拓を本研究分野の目的とする。電気通信研究所設置当初から続く音情報、聴覚関連研究分野および平成 16 年度の改組で設置された視覚に関する研究分野に加えて、視覚、聴覚、触覚、味覚、嗅覚の五感すべての情報を扱うために必要な基盤的研究を行う本研究分野を設置することで、今後多感覚化が進むことが予想される情報通信分野を牽引し、発展に大きく貢献することを目指す。本研究分野は今後の情報化社会での情報の質評価における重要性から、電気通信研究
所が文学研究科など他部局と連携して立ち上げたヨッタインフォ
マティクス研究センターとの連携も想定している。プロジェクトの推進には、他大学・研究機関の研究者だけでなく、産業からも研究者・技術者を多く受け入れ、本研究分野で得られた成果・知的財産権は、電子情報通信学会や心理学関連学会、神経科学関連
学会などで発表するだけでなく、情報システム、食品・日用品製造業など、産業界へも展開する。

The purpose of the Multimodal Cognitive System group is todevelop the achievement of RIEC in the research about human
information systems, and to improve roles of RIEC in the research
fields of electrical communication. This group aims to study thebasic mechanisms underlying multimodal cognitive systems, including vision, audition, tactile sensation, gustation and olfaction,
together with the related groups such as the Advanced Acoustic Information Systems and the Visual Cognition and Systems
groups. This group also collaborates with the Yotta Informatics
Center to study the quality, property, and value of the multimodal cognitive information. The group welcomes researchers andengineers in industrial societies, not only professors in academic
societies. Also the achievements of this group will not only be
published in the academic societies, such as psychology, neuroscience, sensory studies etc., but be applied to develop new
products.

詳細は『高等研究機構新領域創成部 多感覚情報総合認知システム分野』参照

For further details, please refer to the “Division for the Establishment of Frontier Sciences Multimodal cognitive system” section.

Systems & Software Division
システム・ソフトウェア研究部門
Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

ナノ・スピン実験施設

44 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

ソフトウェア構成研究室

Software Construction

ソフトウェア構成
研究分野（大堀教授）

高信頼ソフトウェア開発
研究分野（上野准教授）○次世代高信頼プログラミング言語 SML# の開発○高信頼 Web プログラミングのためのフレームワーク○コンパイルの論理学的基礎○データベースとプログラミング言語の統合○次世代高信頼プログラミング言語 SML# の開発○プログラミング言語処理系の実装技術○実用プログラミング言語の形式意味論

Software Construction(Prof. Ohori)

Reliable Software Development(Assoc. Prof. Ueno)• Development of SML#, a new ML-style polymorphic programming language• Implementation technique for programming
languages• Formal semantics for practical programming
languages• Development of SML#, a new ML-style polymorphic programming language• Reliable and productive Web programming
framework• Logical foundation for compilation• Integration of databases and programming
languages

システム・ソフトウェア
研究部門

Systems & Software Division
Communication Network Systems

コンピューティング情報理論研究室
Computing Information Theory

コミュニケーションネットワーク研究室

コンピューティング情報理論
研究分野（中野教授）

情報ネットワークアーキテクチャ
研究分野（長谷川教授）

インテリジェントネットワーク
研究分野（北形准教授）

Information Network Architecture(Prof. Hasegawa)Intelligent Network (Assoc. Prof. Kitagata)○木変換および木オートマトンの基礎理論○プログラム変換およびプログラム検証○定理証明支援系による各種理論の定式化○結合子論理に潜む計算の仕組みや現象の解明○高信頼・高性能・高可用情報ネットワーク○仮想化ネットワーク／システム設計・制御技術○次世代モバイルネットワークアーキテクチャ○情報ネットワーク性能評価技術• Theory of tree automata and tree transducers• Program transformation and program verification• Formalization in proof assistants• Elucidation of computational behavior overcombinatory logic• Highly reliable, high performance, and highly
available information network• Design and control mechanisms of virtualized
network/system• Next-generation mobile network architecture• Performance evaluation techniques for advanced information network○知識型ネットワークミドルウェア／応用ソフ
トウェア○高耐性ネットワーキング／知的ネットワーキ
ング○次世代ユビキタスサービス基盤

Computing Information Theory(Prof. Nakano)• Knowledge based network middle-ware / Application software• High tolerability networking / Intelligent networking• Next generation ubiquitous service infrastructure環境調和型セキュア情報システム研究室
Environmentally Conscious Secure Information
Systemソフトコンピューティング集積システム研究室
Soft Computing Integrated System

環境調和型セキュア情報システム
研究分野（本間教授）

ソフトコンピューティング集積システム
研究分野（堀尾教授）

Environmentally Conscious Secure Information
System (Prof. Homma)

Soft Computing Integrated System(Prof. Horio)○高性能・軽量セキュリティコンピューティング○組込みシステムのハードウェアセキュリティ○使用環境や応用を考慮したセキュリティシステム
○電磁情報セキュリティの理論と応用○複雑ダイナミクスを活用した情報処理VLSIシ
ステムの開発とその応用に関する研究○脳型アナログVLSI回路の開発に関する研究○高性能脳型計算システムの開発とその応用に関する研究○意識過程の実現を目指す脳型VLSIシステムの開発に関する研究• High performance/lightweight security computing• Hardware security for embedded systems• Security systems conscious of usage environment and applications• Electromagnetic information security• VLSI information processing systems based oncomplex dynamics• Brain-inspired neuromorphic analog VLSI circuits• High-performance brain-like information processing system and its applications• Brain-inspired VLSI system with consciousness

新概念 VLSI システム研究室

New Paradigm VLSI System

新概念VLSIシステム
研究分野（羽生教授）

新概念VLSIデザイン
研究分野（夏井准教授）

New Paradigm VLSI System (Prof. Hanyu)

New Paradigm VLSI Design (Assoc. Prof. Natsui)○不揮発性ロジックインメモリアーキテクチャとその超低電力VLSIプロセッサ応用に関する研究○デバイスモデルベース新概念コンピューティ
ングアーキテクチャに関する研究○多値情報表現・非同期式制御に基づく高性能
NoCに関する研究○確率的演算に基づく超低消費電力LSIに関する研究○PVTばらつきフリーVLSI回路/アーキテクチャ
に関する研究○動作環境適応型高信頼VLSI回路/アーキテク
チャに関する研究○最適化アルゴリズムとそのVLSI設計技術応用に関する研究○新概念VLSIシステムの設計技術に関する研究• Nonvolatile logic-in-memory VLSI architecture
and its application to ultra-low-power VLSI processors• Device-model-based new-paradigm VLSI computing architecture• Asynchronous-control/multiple-valued data
representation-based circuit for a high-performance Network-on-Chip• Low-power VLSI design technology based onstochastic logic• PVT-variation-aware VLSI architecture and its
applications• Self-adaptive system for resilient VLSI
• Optimization algorithm and its application to
VLSI design methodology• EDA/CAD algorithms for new paradigm VLSI
systems

Information Devices Division
情報デバイス研究部門

ソフトウェア構成研究室
Software Construction
Staff
大堀
教授

Atsushi Ohori
Professor

菊池
助教

淳
健太郎

上野

准教授

雄大

Katsuhiro Ueno
Associate Professor

Kentaro Kikuchi
Assistant Professor

現代社会では、その制御機構の中枢が多様で膨大なソフトウェア
群によって担われている。高信頼・高性能なソフトウェアを高い生産性で開発するための基盤技術は、このような社会が信頼性・利便性を確保しながら発展してゆくための根幹をなす。本研究室
では、ソフトウェア開発基盤の中核であるプログラミング言語および膨大なデータ処理の基幹をなすデータベースを中心に、ソフ
トウェア構成基盤の研究を行っている。また、これら研究成果の産業的実現を目指し、基礎研究から得られた先進機能を装備する
次世代高信頼プログラミング言語 SML# の開発に取り組んでいる。

高信頼ソフトウェアを効率よく構築する技術の確立を目指し、その中核を担う高信頼プログラミング言語の基礎理論および実装技術の研究を行っている。基礎研究として、コンパイル過程を証明変換と捉えることによるコンパイルアルゴリズム導出のための論
理学的基礎の研究、大量の情報をデータベースに統合しプログラ
ミング言語からシームレスに操作する情報処理基盤の研究などに取り組んでいる。さらに、産学連携を通じて、次世代プログラミ
ング言語の産業的応用に関する研究に取り組んでいる。

高信頼プログラミング言語を実用化し、高い信頼性と生産性を両立するソフトウェア開発環境を実現するため、コンパイラの構築技術や、実用ソフトウェア開発を支える言語機能に関する研究を行っている。具体的には、高信頼プログラミング言語でマルチコ
アプログラミングを実現する自動的メモリ管理方式の研究、異なる言語で書かれたプログラムやデータをシームレスに連携させる
相互運用性の研究、および実用規模のプログラミング言語の形式的意味論の研究などに取り組んでいる。

Software Construction (Prof. Ohori)
A key technology to enhance the reliability of software systems
is to develop a high-level programming language that can directly represent various resources and can automatically detect
potential inconsistencies. Based on this general observation,
our research aims at establishing firm theoretical basis andimplementation technique for a reliable and flexible programming language. One direction toward this goal is to establish
logical foundations for compilation, such as a proof-theory that
accounts for the entire process of compilation.

Reliable Software Development (Assoc. Prof. Ueno)

Towards realizing a highly productive and reliable programming language, we are developing techniques for full-scalecompiler construction and essential programming features
for practical software development. Major research topics include a heap management system for unobtrusive concurrent
multicore programming, seamless interoperability between
programming languages and external data, and formal semantics of practical progamming languages.

Systems & Software Division
システム・ソフトウェア研究部門

高信頼ソフトウェア開発
研究分野｜上野准教授

Nowadays, a variety of software systems manage everything in
the world. Firm foundations for developing high performanceand highly reliable software are essential for continuous
advance of our societies. We are focusing on programming
languages and database systems, which provide foundationsof software development and data management. We are also
developing a new practical ML-style programming language,
SML#, which embodies our recent results such as record polymorphism and native data representation.

Human Information Systems Division
人間情報システム研究部門

ソフトウェア構成研究分野｜大堀教授

Research Activities

Broadband Engineering Divisionブロードバンド工学研究部門

研究活動

オブジェクトをコピーしない高速並行 GC アルゴリズム

SML# feature: native thread support on multicore CPUs

Highly efficient fully concurrent non-moving GC algorithm

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 47

Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

ナノ・スピン実験施設

SML# の先端機能：マルチコア上のネイティブスレッドサポート

Information Devices Division
情報デバイス研究部門

コンピューティング情報理論研究室
Computing Information Theory
Staff
中野
教授

圭介

Keisuke Nakano
Professor

浅田
助教

和之

Kazuyuki Asada
Assistant Professor

Broadband Engineering Divisionブロードバンド工学研究部門

研究活動

Research Activities

本研究室の究極的な目標は人間と計算機の間の隔たりを埋めることである。人間が計算機に命令を行う方法としてプログラムを記述する方法があるが、人間と計算機の思考には隔たりがある。人間に合わせた記述では実行効率が下がり計算機に負担がかかってしまい、計算機に合わせた記述では開発効率が下がり人間に負担がかかってしまう。そこで、人間に合わせた記述から計算機に合わせた記述を導く研究や、計算機に合わせた記述が人間の意図に沿っているかを証明する研究に取り組んでいる。

Human Information Systems Division
人間情報システム研究部門

コンピューティング情報理論
研究分野｜中野教授

Systems & Software Division
システム・ソフトウェア研究部門

本分野では、プログラムや計算を抽象化した構造について多くの成果を残している形式木言語理論を対象に研究を進めている。具
体的には、木トランスデューサとよばれる木構造から木構造への変換に関する理論を精査し発展させることにより、効率的なプログラムを導出したり、プログラマが望む計算の性質を保証したりする枠組みの開発に取り組んでいる。また、定理証明支援系とよばれる計算機によって証明の正しさを検査するシステムを用いた研究も進めている。
また、プログラミング言語意味論の研究も行っている。上述の形
式言語技術が目的に応じてプログラムの一定側面のみを抽象するのに対し、こちらの手法ではプログラムの本質的な意味を全て保持した抽象化を行い、それを数学的に分析することにより、対象となるプログラミング言語の本質を明らかにする。具体的には、
表示的意味論・操作的意味論・公理的意味論・圏論的意味論などがあり、プログラミング言語の理論的設計や前述の形式言語理論の技術と組合せプログラム検証などに応用する。

Our ultimate goal is to fill a gap between humans and computers. Humans describe a program for instructing computerswhat they should do. However, there is a gap between humans
and computers. A human-readable description may put a burden on computers due to lengthy and inefficient execution,
while a computer-oriented (well-tuned) description may put aburden on humans due to lengthy and inefficient development.
Our research goals are to derive a well-tuned program from ahuman-readable description and to certify that well-tuned complicated programs work as humans intend.

Computing Information Theory (Prof. Nakano)

Our research focuses on formal tree language theory which
succeeds in having many nice results for abstracted programs
and computations. Specifically, we are investigating and extending a theory of tree transducers, that is a formal model of treeto-tree transformation, to develop a framework which enables
to automatically derive efficient programs and statically certify
properties desired by programmers. Additionally, we employ a
proof assistant tool that can check the correctness of the proof
by computers.
We also study semantics of programming languages. This gives
also a kind of abstraction of programs, which keeps all the semantical properties of programs, while the formal language
technique above abstracts just specific aspects of programs, depending on purposes. Through the abstraction and further mathematical analysis, we clarify the essence of a target programming
language. This includes denotational, operational, axiomatic,
and categorical semantics; and is applied to a theoretical designof programming languages, as well as to program verification by
combining with the formal language techniques above.

Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

ナノ・スピン実験施設

図１ プログラム変換による効率化

図２ 定理証明支援系による「ジャグリングの数学」の形式化

Fig.1 Performance Improvement by Program Transformation

Fig.2 Formalization of Mathematical Juggling in Coq

48 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

Information Devices Division
情報デバイス研究部門

コミュニケーションネットワーク研究室
Communication Network Systems
Staff
長谷川
教授

剛

Go Hasegawa
Professor

北形

准教授

元

Gen Kitagata
Associate Professor

Research Activities

情報ネットワークシステムは既に社会の隅々まで浸透し、人々の日常生活や仕事を支援すると共に、新しいライフスタイルや社会を生み出す上で重要な役割を担うものとして期待されている。
本研究室では、その実現に向けた基礎から応用に至る研究に取り組む。

インターネットは 40 億人のユーザが利用する巨大な情報ネット
ワークであり、今や人々の生活に欠かすことができないインフラ
であるが、消費エネルギーの増大、モノのインターネット (Internetof Things: IoT) への対応、恒常的なネットワーク輻輳など多数の課題を抱えている。これらの問題を解決し、より高度な情報社会を実現するための高信頼、高性能、可用性の高い情報ネットワー
クアーキテクチャの確立を目指し、仮想化ネットワーク／システ
ム設計・制御技術、次世代モバイルネットワークアーキテクチャ、
ネットワーク性能評価技術などに関する研究を行う。

利用者要求や環境の変動に応じ、ネットワークやサービス自身が自律的に自らを構成／再構成可能とするインテリジェントネット
ワークの実現に向け、エージェント／マルチエージェント技術を基礎としたネットワークソフトウェア、ネットワーキング技術、及びサービス基盤に関する研究を行う。

The number of the users of the Internet, huge information
network, has reached to 4.0 billions and the Internet is now
essential infrastructure for people’s everyday life. However, thecurrent Internet has various problems such as increased energy
consumption, accommodation of massive and diversified IoT
systems, and inevitable network congestion. For resolving suchproblems and realizing advanced information society, we aim atrealizing highly-reliable, high-performance, and highly-available
information network architecture, and research topic such as
design and control mechanism of virtualized network / system,
next-generation mobile network architecture, and performance
evaluation techniques for advanced information network.

Intelligent Network (Assoc. Prof. Kitagata)With Intelligent Network, networks and services must havethe ability to autonomously construct/reconstruct themselves,
according to change of user demands or changes in the environment. To realize such a system, we investigate network
software, based on agent and multi-agent technology, networking technology and service infrastructure.

Systems & Software Division
システム・ソフトウェア研究部門

インテリジェントネットワーク
研究分野｜北形准教授

Information Network Architecture(Prof. Hasegawa)
Human Information Systems Division
人間情報システム研究部門

情報ネットワークアーキテクチャ
研究分野｜長谷川教授

Information network system is now ubiquitously spread in theworld to support everyday life and social activities of people,
and it becomes a key factor to create new life styles as wellas information society. This laboratory aims at research anddevelopment of advanced information network systems fromtheory to implementation.

Broadband Engineering Divisionブロードバンド工学研究部門

研究活動

構成要素の大規模な変化に適応する自己産出型ネットワーキング

Autopoiesis networking that adapts to large-scale changes of elements

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 49

Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

ナノ・スピン実験施設

情報ネットワークアーキテクチャ研究分野

Researches on Information Network Architecture

Information Devices Division
情報デバイス研究部門

環境調和型セキュア情報システム研究室

Environmentally Conscious Secure Information System
Staff
本間

尚文

教授

Naofumi Homma
Professor

上野
助教

嶺

Ville Yli-Mäyry

Ville Yli-Mäyry

特任助教

Specially Appointed Assistant Professor

Rei Ueno
Assistant Professor

Broadband Engineering Divisionブロードバンド工学研究部門

研究活動

Research Activities

モノのインターネット（Internet of Things）に代表される次世代情報通信基盤は、新たな価値を創出し、豊かな社会をもたらすことが期待されている。一方で、そうした新しい ICT の利用形態におけるセキュリティが、既存技術の単純な延長により達成されるとは限らない。データ詐称によるアプリケーションの無価値化や工場の重要制御情報の改竄といった、想定される新たな脅威は枚
挙にいとまがない。本研究室では、将来のサービスやテクノロジ
を誰もが安心して利用でき、その恩恵を安全に享受できる情報通信基盤の構築を目指して、次世代の情報セキュリティシステムの基礎理論とその実装技術を探求している。

Human Information Systems Division
人間情報システム研究部門

環境調和型セキュア情報システム
研究分野｜本間教授

Systems & Software Division
システム・ソフトウェア研究部門

本研究では、ネットワークやソフトウェアのセキュリティの確保のみならず、膨大かつ多様な情報発生源（センサ端末などのデバ
イスハードウェア）のレベルから安全性・信頼性を担保するセキュ
ア情報通信システムの構築技術を開発している。また、組込みシ
ステムのセキュリティは同システムが置かれた環境や用途に大きく左右されることから、様々な環境や応用におけるシステムのセ
キュリティ設計・解析・評価技術の開拓も並行して行っている。
さらに、上記の研究開発から得られた成果の積極的な社会実装に挑戦するとともに、各種標準化検討委員会での活動を通して標準化を推進している。

The emerging information and communication infrastructures
such as Internet of Things are expected to generate a newvalue and bring us a more fruitful society. On the other hand,
they bring a new type of security risks that we have never met
and solved before. The new risks include the nullification of applications by data forgery and the falsification of critical control
information in factories. These risks are not always addressedby conventional technologies and their naïve extensions. We
are studying future information security systems from theories
to implementation technologies for constructing informationand communication infrastructures in a safe and secure manner.

Environmentally Conscious Secure Information System(Prof. Homma)
We are studying theories and technologies for developing
secure information and communication systems to ensure
security and reliability from the level of vast and diverse information sources (i.e., embedded devices such as sensor terminals), not only to ensure the network and software security. We
are also studying the security design, analysis and evaluation
technologies for embedded systems that heavily depend on
the usage environment and applications. In addition, alongwith the challenge to the social implementation of the above
research results, we are promoting the standardization works
through the activities in various standardization committees.

Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

ナノ・スピン実験施設

環境調和型セキュア情報システム研究の概要

Overview of environmentally conscious secure information system research

50 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

Information Devices Division
情報デバイス研究部門

ソフトコンピューティング 集積システム研究室
Soft Computing Integrated System
Staff
堀尾
教授

喜彦

Yoshihiko Horio
Professor

Research Activities

我々の脳は、非常に複雑ではあるが一定の構造を持った夥しい数の神経細胞から成るネットワークから構成されている。この大規模な物理・化学系による高度な情報処理は、現在のデジタル計算機とは全く異なる原理で行われており、脳は、デジタル計算機が不得手とする問題に対して、高速かつ効率的に答えを出すことができる。このような脳の計算様式にヒントを得、特に、半導体集積回路等による「物理ダイナミカルプロセスによる情報処理」に着目し、小型で低消費電力でありながら、実世界の様々な問題に高速に対処できる、新しい脳型コンピュータハードウェアの実現を目指す。

詳細は『ブレインウェア研究開発施設』参照

For further details, please refer to the “Laboratory for Brainware
Systems” section.

新概念 VLSI システム研究室
New Paradigm VLSI System

羽生
教授

鬼沢
助教

貴弘 Takahiro Hanyu

夏井

Professor

准教授

直哉 Naoya Onizawa

玉越

Assistant Professor

研究員

Systems & Software Division
システム・ソフトウェア研究部門

Staff
雅典 Masanori Natsui
Associate Professor

晃 Akira Tamakoshi
Research Fellow

研究活動

Research Activities

詳細は『ブレインウェア研究開発施設』参照

For further details, please refer to the “Laboratory for Brainware
Systems” section.
電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 51

Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

Very Large-Scaled Integrated (VLSI) processors and their applications to electronics systems, where VLSI processors areused as a “brain“ for intelligent control like human beings, arethe key components in the recent information communication
technology (ICT) society. In this research division, we explore
a path towards a new paradigm VLSI processor beyond brain
utilizing novel device technologies and new-paradigm circuitarchitecture such as logic-in-memory architecture.

ナノ・スピン実験施設

超大規模半導体集積回路（Very Large Scale Integration; VLSI）チップ、およびそれを応用したVLSIシステムは、電子機器の「頭脳」として機能しており、現代社会のあらゆる産業製品や社会基盤の質を決定している。しかしながら、VLSIシステムの高度化・高性能化を支える材料・デバイスの微細加工技術は、物理限界に近づきつつある。本研究室では、従来までのCMOSベースVLSI設計方
式のみに依存しない「新概念」のVLSIシステムアーキテクチャな
らびにその回路実現方式により、従来設計技術の限界を打破し、人間の頭脳をも凌駕する超高度情報処理を実現するVLSIシステムを開発することを研究目的とする。

Human Information Systems Division
人間情報システム研究部門

Our brain is a highly-structured but very complex network of avast number of biological neurons. The brain is established on
a completely different information processing principle fromthat of current digital computers, realizing its high cognitive
performance through a physicochemical system. As a result,the brain can quickly and efficiently solve real-world problems,
which the digital computers are bad at or cannot solve. Inspired by such information processing paradigm of the brain,in particular, focusing on information processing throughphysical dynamical process, we aim at a novel brain-inspired
computer hardware system, which is robust and flexible, andyet quick and efficient.

Broadband Engineering Divisionブロードバンド工学研究部門

研究活動

ナノ・スピン実験施設

Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

スピントロニクス研究部・研究室

Spintronics

ナノスピン材料デバイス
研究分野（深見教授）
Nano Spin Materials and Devices(Prof. Fukami)○スピントロニクス材料・素子における電子・
スピン物性とその応用に関する研究○スピン・軌道相互作用を用いた磁化の制御に関する研究○ナノ磁性体中の磁区や磁壁のダイナミクスに関する研究○高性能・低消費電力スピントロニクスメモリ
素子の開発○金属磁性体素子のメモリ・論理集積回路、新概念情報処理応用に関する研究• Electrical and spin properties of spintronic materials/devices and their applications• Control of magnetization utilizing spin-orbit
interactions• Dynamics of magnetic domains and domain
walls in nanoscale magnets• Development of high-performance andlow-power spintronic memory devices• Applications of metallic spintronics devices fornonvolatile memories, logic integrated circuits
and new-concept computingナノ・バイオ融合分子デバイス研究室
Nano-Bio Hybrid Molecular Devices

ナノ・バイオ融合分子デバイス
研究分野（平野教授）
Nano-Bio Hybrid Molecular Devices(Prof. Hirano-Iwata)○人工細胞膜に基づくデバイスの開発と応用に関する研究○ナノ構造体の構築とバイオセンサ応用に関する研究○培養神経細胞を用いた人工神経回路網に関する研究○生体分子・神経回路網のモデリングに関する研究○二次元バイオ材料に基づく電子・イオンデバ
イスの創成に関する研究○有機トランジスタを用いたフレキシブルデバ
イスに関する研究• Development of artificial cell membrane sensors and their medical applications• Fabrication of nanostructures and their biosensor applications• Construction of artificial neuronal networks
based on cultured neurons• Modelling of biosystems and neuronal circuits• Construction of electronic and ionic devices
based on biological two-dimensional materials• Development of flexible devices using organic
transistors

ナノ集積デバイス・プロセス研究部・研究室

ナノ集積デバイス
研究分野（佐藤教授）

Nano-Integration Devices (Prof. Sato)○脳型計算ハードウェアに関する研究○量子知能ハードウェアに関する研究○脳型視覚情報処理システムに関する研究• Brain computing hardware• Intelligent quantum hardware• Brainmorphic visual information processing
systemNano-Integration Devices and Processing

量子ヘテロ構造高集積化プロセス
研究分野（櫻庭准教授）

ナノ集積神経情報システム
研究分野（山本准教授）

Group IV Quantum Heterointegration(Assoc. Prof. Sakuraba)

Nano-Integration Neurocomputing Systems(Assoc. Prof. Yamamoto)○高度歪IV 族半導体エピタキシャル成長のための低損傷基板非加熱プラズマCVDプロセスに関する研究○IV族半導体高度歪量子へテロ構造の高集積化プロセスに関する研究○IV族半導体量子へテロナノデバイスの製作と高性能化に関する研究○微細加工表面を用いた培養神経回路の機能制
御に関する研究○神経細胞ネットワークの数理モデルに関する研究○神経細胞ネットワーク上の情報処理に関する研究• Low-damage plasma CVD process without
substrate heating for epitaxial growth of highly
strained group IV semiconductors• Large-scale integration process of group IV
semiconductor quantum heterostructures• Fabrication of high-performance nanodevices
utilizing group IV semiconductor quantum heterostructures• Bioengineering technologies for manipulatingneuronal network functions• Computational modeling of neuronal networks• Information processing in biological neuronal
networks

Information Devices Division
情報デバイス研究部門

附属研究施設ナノ・スピン実験施設

Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

Staff
上原

洋一

施設長（教授）Yoichi Uehara
Director, Professor

共通部 Cooperation Section
森田 伊織 Iori Morita
技術職員

武者

Technical Official

倫正

技術職員

小野

力摩

技術職員

Rikima Ono
Technical Official

Michimasa Musya
Technical Official

Broadband Engineering Divisionブロードバンド工学研究部門
Human Information Systems Division
人間情報システム研究部門「ナノ・スピン実験施設」は、本研究所附属研究施設として平成
１６年４月１日に設置された。その目的は、情報通信を支えるナノエレクトロニクス・スピントロニクス基盤技術を創生することにある。これを実現するため、「ＩＴプログラムにおける研究開発推進のための環境整備」によって整備されたナノ・スピン総合研究棟とその主要設備を用いて、本研究所および本所と密接な関係にある本学電気・情報系の各研究分野と共にナノテクノロジーに基づいた電子の電荷・スピンを駆使する基盤的材料デバイス技術の研究開発を進め、さらに全国・世界の電気通信分野の研究者の英知を結集した共同プロジェクト研究を推進する。
現在、ナノ・スピン総合研究棟では、「ナノ・スピン実験施設」
が推進するナノ集積デバイス・プロセス、スピントロニクス、ナノ･バイオ融合分子デバイスの各基盤技術を担当する施設研究室と、国際集積センタープロジェクト室、施設共通部、及び超ブロードバンド信号処理研究室、ソフトコンピューティング集積シ
ステム研究室、量子デバイス研究室が連携して研究を進めている。これらの陣容で、上記基盤技術を創生し、ナノエレクトロニ
クス・スピントロニクスにおける世界のセンターオブエクセレンス（ＣＯＥ）となることを目標としている。

Systems & Software Division
システム・ソフトウェア研究部門
Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

ナノ・スピン実験施設

54 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

The Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics of the
Research Institute of Electrical Communication (RIEC) wasestablished in April of 2004. Its purpose is to develop andestablish the science and technology of nanoelectronics andspintronics for information technology. Utilizing the facilities
installed in the Nanoelectronics-and-Spintronics building andunder collaboration between RIEC and related laboratories of
the Graduate Schools of Engineering, Information Sciences,
Biomedical Engineering, of Tohoku University, R&D on nanotechnologies of materials and devices in Nanoelectronics
and Spintronics are continued extensively. Furthermore, nation-wide and world-wide collaboration research projects are
conducted to build a systematic database in electrical communication research.
The Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics mainly consists of laboratories of Nano-Integration Devices and Processing,
Spintronics, and Nano-Bio Hybrid Molecular Devices; together
with the project office of the Center for Innovative Integrated
Electronic Systems, and the groups of Ultra-Broadband Signal
Processing, Soft Computing Integrated System and Quantum
Devices. These groups cooperatively carry out the research
aimed at establishing a world-wide Center of Excellence (COE)in the research area of nanoelectronics and spintronics

ナノエレクトロニクス国際共同研究拠点創出事業（平成17年度～
21年度特別教育研究経費として採択）を基盤として、21世紀に求められる高度な情報通信を実現するため、「ナノ集積化技術の追求と展開」、「スピン制御技術の確立と半導体への応用」、「分子ナノ構造による情報処理の実現と応用」の3本を柱に据え、ナノエ
レクトロニクス情報デバイスと、これを用いた情報システムの構築を推進するとともに、これらを実現するための国際共同研究体
制を構築し、ナノエレクトロニクス分野の世界におけるＣＯＥの確立を目指している。

COE of International Research Collaboration

We aim at establishing a COE in three research areas, “Nano-integration technologies and their evolution“, “Spin-control physics and technologies and their applications“, and“Realization and application of information processing using
molecular nanostructures“.

Information Devices Division
情報デバイス研究部門

国際共同研究推進体制の構築

Broadband Engineering Divisionブロードバンド工学研究部門

RIEC Symposium on Spintronics
第 2 回 : 2006年2月15-16日
第 4 回 : 2008年10月9-10日
第 6 回 : 2010年2月5-6日
第 8 回 : 2012年2月2-3日
第10回 : 2013年1月15-16日
第12 回 : 2014年6月25-27日
第14 回 : 2016年11月17-19日
第16 回 : 2019年1月9-10日

1 s t : February 8-9, 2005
3 r d : October 31-November 1, 2007
5 t h : October 22-23, 20097 t h : February 3-4, 2011
9 t h : May 31-June 2, 2012
11th : January 31-February 1, 2013
13th : Novembe18-20, 2015
15th : December 13-14, 201717th : December 3-6, 2019

2n d : February 15-16, 2006
4 t h : October 9-10, 2008
6 t h : February 5-6, 2010
8 t h : February 2-3, 2012
10th : January 15-16, 2013
12th : June 25-27, 2014
14th : Novembe17-19, 2016
16th : January 9-10, 2019

RIEC International Symposium on
Brain Functions and Brain Computer
第 1 回 : 2012年11月15-16日
第 3 回 : 2015年2月18-19日
第 5 回 : 2017年2月27-28日
第 7 回 : 2019年2月22-23日

第 2 回 : 2014年2月21-22日
第 4 回 : 2016年2月23-24日
第 6 回 : 2018年2月1-2日
第 8 回 : 2020年2月13-15日

1 s t : November 15-16, 2012
3 r d : February 18-19, 2015
5 t h : February 27-28, 20177 t h : February 22-23, 2019

2n d : February 21-22, 2014
4 t h : February 23-24, 2016
6 t h : February 1-2, 2018
8 t h : February 13-15, 2020

第 2 回 : 2010年3月11-12日
第 4 回 : 2013年3月7-8日
第 6 回 : 2015年3月2-4日
第 8 回 : 2017年3月6-7日
第10回 : 2019年3月6-7日
2nd : March 11-12, 2010
4 t h : March 7-8, 2013
6 t h : March 2-4, 2015
8 t h : March 6-7, 2017
10th : March 6-7, 2019

RIEC-CNSI Workshop on
Nano & Nanoelectronics,
Spintronics and Photonics
第 1 回 : 2009年10月22- 23日

1s t : October 22-23, 2009

7th International Workshop on Nanostructures & Nanoelectronics

2nd RIEC Symposium on Spintronics- MgO-based Magnetic
Tunnel Junction- Left: Albert
Fert (2007 Nobel Prize Laureate in Physics); Right: Russel
Cowburn

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 55

Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

第 1 回 : 2007年11月21- 22日
第 3 回 : 2012年3月21-22日
第 5 回 : 2014年3月5-7日
第 7 回 : 2016年3月1-3日
第 9 回 : 2018年3月1-2日
1s t : November 21-22, 2007
3rd : March 21-22, 2012
5th : March 5-7, 2014
7th : March 1-3, 2016
9th : March 1-2, 2018

ナノ・スピン実験施設

International Workshop on
Nanostructures & Nanoelectronics

Systems & Software Division
システム・ソフトウェア研究部門

第 1 回 : 2005年2月8-9日
第 3 回 : 2007年10月31日-11月1日
第 5 回 : 2009年10月22-23日
第 7 回 : 2011年2月3-4日
第 9 回 : 2012年5月31日-6月2日
第11 回 : 2013年1月31日-2月1日
第13 回 : 2015年11月18-20日
第15 回 : 2017年12月13-14日
第17 回 : 2019年12月3-6日

International Symposium held in LNS, RIEC

Human Information Systems Division
人間情報システム研究部門

ナノ・スピン実験施設で開催した国際シンポジウム

Information Devices Division
情報デバイス研究部門

スピントロニクス研究室
Spintronics
Staff
深見

俊輔

教授

Shunsuke Fukami
Professor

Justin Llandro Justin Llandro
助教

山根

結太

張

超亮

Yuta Yamane

竹内Broadband Engineering Divisionブロードバンド工学研究部門

土肥Takaaki Dohi

研究員

Shun Kanai
Assistant Professor

助教（兼）Assistant Professor*

昂尭

駿

助教

Assistant Professor

助教（兼）

研究員

金井

Chaoliang Zhang
Assistant Professor*

祐太朗 Yutaro Takeuchi
Research Fellow

Research Fellow

研究活動

Research Activities

Human Information Systems Division
人間情報システム研究部門

固体中の電荷やスピン、磁化の状態を制御し工学的に利用することを目的とし、新しいスピントロニクス材料・構造の開発やそこで発現されるスピン物性の理解、及びスピントロニクス素子応用に関する研究を行っている。また、論理集積回路、新概念（脳型、
確率論的、量子）情報処理などへの応用を想定した、高性能・低消費電力スピントロニクス素子の創製に関する研究を進めている。具体的には、極微細磁気トンネル接合素子の開発と特性理解、
電流や電界を用いた革新的磁化制御技術、スパッタリング法などを用いた新規スピントロニクス材料の開発、最先端スピントロニ
クス素子の微細加工技術・特性評価技術などに関する研究を行っている。

ナノスピン材料デバイス
研究分野｜深見教授

Systems & Software Division
システム・ソフトウェア研究部門

高性能・低消費電力スピントロニクスメモリ・論理集積回路の実現を目指し、電流によるナノ磁性素子の磁化制御技術の構築や、そのための材料技術の開発に取り組んでいる。またスピントロニ
クスの新概念情報処理応用など新しいアプリケーションの開拓にも取り組んでいる。スピン・軌道相互作用を利用した磁化の制御とそのための材料開発、磁壁などの微細磁気構造の静的・動的な性質の解明、極微細磁気トンネル接合素子の開発、ナノスケール
磁性素子の磁化ダイナミクスの解明、不揮発性磁気メモリ素子技術の向上、人工神経回路網用途新奇スピン素子の開発や新奇動作様式の実現、などに取り組んでいる。

Our research activities aim to deepen the understandingof spin-related phenomena in novel spintronics materials
and structures and apply the obtained insights to develop
advanced spintronics devices, where electron charge, spin,
and magnetization in solids are controlled. We also work on
high-performance and ultralow-power spintronics devices
to be used in integrated circuits and new-concept computing hardware utilizing probabilistic or quantum phenomena.
Our studies include development of advanced materials andnanoscale devices, establishment of novel means to control
magnetization with electric current or field, and related techniques for nano-fabrication and electrical characterization of
the developed devices.

Nano-Spin Materials and Devices(Prof. Fukami)
To realize high-performance and ultralow-power integrated circuitswith spintronics, we are working to establish technologies for controlling the magnetization in nanoscale magnetic devices. We also aim
to open up new paradigms for spintronics such as spintronics-based
novel computing. Our recent research topics include current-induced
control of magnetization via spin-orbit interactions, elucidation of static and dynamic properties of nano-scale magnets and magnetic textures such as domain walls and skyrmions, development of ultra-small
magnetic tunnel junction devices, enhancement of nonvolatile spintronics memory technologies, and development of analog/probabilistic spintronics devices for artificial neural networks.

Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

ナノ・スピン実験施設

超常磁性磁気トンネル接合を用いた確率論的情報処理

人工反強磁性結合スキルミオンの形成と電流駆動

Probabilistic computing using stochastic magnetic tunnel junctions

Formation and current-induced motion of synthetic antiferromagnetic skyrmions

56 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

Information Devices Division
情報デバイス研究部門

ナノ・バイオ融合分子デバイス研究室

Nano-Bio Hybrid Molecular Devices
Staff
平野
教授

Professor

小宮助教

愛弓 Ayumi Hirano-Iwata
麻希

但木
助教

大介

Daisuke Tadaki
Assistant Professor

Maki Komiya
Assistant Professor

Research Activities

成熟した微細加工技術とバイオマテリアル、有機材料との融合により、高次情報処理を可能にするナノスケール、分子スケールの様々なデバイスの開発を目指す。半導体微細加工技術を薬物スク
リーニングなどの医療用途に利用するメディカルバイオエレクト
ロニクス、有機材料に基づくセンサ開発を行う有機エレクトロニ
クス、そして、生きた細胞を使って神経回路を作り上げ、脳のしくみを理解しようとするバイオエレクトロニクスの研究を進めている。これらのデバイスは情報通信システムと結合可能であり、健康社会のための新技術として実現することを目指している。

ハイスループット薬物副作用センサ

Fig.1 High-throughput sensor for drug side effects

図２

生きた細胞を用いた神経回路の再構成

Fig.2 Reconstruction of neuronal circuits using living cells

図3

導電性ポリマー材料を用いた有機電界効果トランジスタ

Fig.3 Organic field-effect transistor using conductive polymers

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 57

Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

ナノ・スピン実験施設

図１

We are working on development of novel devices based on
the combination of nanotechnology and biomaterials thathave highly sophisticated functions. In particular, we areaiming to reconstitute artificial cell membrane structures asa platform for high-throughput screening of new drug candidates. We are also applying such fabrication technology tobrain research, and are investigating construction of a brain
model system by utilizing living neuronal cells as fundamental elements. In addition, we are developing bio and organic
devices with novel functions. Through the evaluation of theirworking principles, we are aiming to create novel electronic
devices that do not solely rely on conventional semiconductormaterials.

Systems & Software Division
システム・ソフトウェア研究部門

バイオ素子の持つ高度な機能をナノテクノロジーと融合すること
により、新しい電子デバイスの開発を行う。具体的には、人工的に細胞膜構造を構築し、新薬候補化合物などの高効率スクリーニ
ング法としての応用を目指している。また、このような基板加工技術を脳研究に応用し、生きた神経細胞を原理的素子とした脳のモデルシステムの創成を目指す研究も進めている。さらに、有機・バイオ材料を用いた新規機構を有するデバイスの作製や、その動作機構の評価を通して、従来の半導体材料のみに依存しない、新規な電子デバイスの創製を目指している。

Nano-Bio Hybrid Molecular Devices(Prof. Hirano-Iwata)

Human Information Systems Division
人間情報システム研究部門

ナノ・バイオ融合分子デバイス
研究分野｜平野教授

Our research activities focus on development of highly sophisticated molecular-scale nanodevices through the combinationof well-established microfabrication techniques and various
soft materials, such as biomaterials and organic materials. We
are working on medical bioelectronics where we try to apply
semiconductor micro- and nano-fabrication techniques todevelopment of a sensor platform for drug screening, organic
electronics where we try to develop various sensors basedon organic materials, and bioelectronics where we try to construct artificial neuronal circuits as a model system for understanding brain functions. These devices can combine with information systems, leading to realization of a new technology
for health-conscious society.

Broadband Engineering Divisionブロードバンド工学研究部門

研究活動Information Devices Division
情報デバイス研究部門

ナノ集積デバイス・プロセス研究室
Nano-Integration Devices and Processing
Staff
佐藤
教授

山本

准教授

守谷

研究員

茂雄
英明

櫻庭

准教授

政夫

Professor

Hideaki Yamamoto

金觀洙

Shigeo Sato

Associate Professor

哲

Masao Sakuraba
Associate Professor

特任助教

Kwansoo Kim
Specially Appointed Assistant Professor

Satoshi Moriya
Research Fellow

Broadband Engineering Divisionブロードバンド工学研究部門

研究活動

Research Activities

本研究室では脳型計算や量子計算などの非ノイマン型計算に着目し、それらのハードウェア基盤技術について研究を行っている。
デバイス、プロセス、回路、あるいはアルゴリズムや神経科学など多様な研究を遂行し、それらの統合により全く新しい計算機技術の創成に挑戦する。

ナノ集積デバイス研究分野｜佐藤教授
Human Information Systems Division
人間情報システム研究部門

脳型計算を含む AI 技術のより一層の社会実装に向けて、ハード
ウェアの高効率化や低消費電力化が重要な課題となっている。こ
れらを可能とする脳型デバイスや専用 LSI、あるいはそれらから構成される AI システムの開発を通して脳型計算ハードウェア基
盤技術の構築を目指す。

量子ヘテロ構造高集積化プロセス
研究分野｜櫻庭准教授
プラズマ誘起反応などを駆使して極薄領域におけるへテロ構造形
成を可能にし、新規電子物性を探索する。同時に、量子へテロ構造を Si 集積回路に搭載するための基盤技術構築を目指す。

Systems & Software Division
システム・ソフトウェア研究部門

ナノ集積神経情報システム
研究分野｜山本准教授
半導体微細加工・神経細胞培養・数理モデリングを統合し、脳情報処理の神経基盤をボトムアップに解析するための新しい実験系を構築する。これにより、脳神経系の基礎理解はもちろん、現行の脳型システムが直面している電力効率やアーキテクチャの壁などの解決に向けた、生物規範的なアプローチの創成を目指す。

In this laboratory, we focus on non-von Neumann computing suchas brain computing and quantum computing, and study theirhardware technology. We conduct research on various topics including device, process, circuit, algorithm, and neuroscience, andbuild revolutionary new computer technology by integrating our
findings.

Nano-Integration Devices (Prof. Sato)
Improvement in hardware efficiency and reduction of power
consumption are important subjects in order to further promote social implementation of AI technology. We build brain
computing hardware technology through developments ofneuromorphic devices and dedicated LSIs, which solve theseissues, and also AI systems composed of them.

Group IV Quantum Heterointegration(Assoc. Prof. Sakuraba)
By utilizing plasma induced reaction and so on, heterostructureformation in a ultrathin region is investigated to explore novel
electronic properties. Moreover, fundamental technology for integration of the quantum heterostructure onto Si LSIs is aimed.

Nano-Integration Neurocomputing Systems(Assoc. Prof. Yamamoto)
Semiconductor microfabrication technologies can be used tomanipulate living neurons and reconstruct well-defined neuronal networks that help bridge in vivo and in silico studies inneuroscience. Taking advantage of this experimental paradigm,
we aim to better understand and build models on how the
population activity of biological neurons realizes information
processing in the brain.

Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics

ナノ・スピン実験施設

脳型計算機の実現に向けて

量子ヘテロ構造高集積化プロセスの構築に向けて

Towards the Realization Brain Computer

Towards Establishment of Process for Group IV Quantum Heterointegration

58 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

認識・学習システム研究部・研究室

Recognition and Learning Systems

高次視覚情報システム
研究分野（塩入教授）

先端音情報システム研究分野（坂本教授）

Visual Cognition and Systems(Prof. Shioiri)

Advanced Acoustic Information Systems(Prof. Sakamoto)○視覚的注意の時間特性と空間特性の測定○眼球運動制御と視覚的注意機構のモデル化○3次元認識の初期、中期、高次視覚特性の研究○聴覚及び複合感覚知覚情報処理過程の研究○ 3 次元音空間情報の高精細センシングシステムの構築○複合感覚情報処理に基づく音響情報システムの構築• Measurements of spatial and temporal characteristics of visual attention• Modeling control system of eye movements
and visual attention• Investigation of early, middle and late vision of
3D perception• Mechanism of multisensory information processing including hearing• Development of high-definition 3D soundspace acquisition systems• Auditory information systems based on multisensory information processing

脳型LSIシステム研究部
ソフトコンピューティング集積システム研究室

Brainware LSI Systems
Soft Computing Integrated System

ソフトコンピューティング集積システム
研究分野（堀尾教授）
Soft Computing Integrated System (Prof. Horio)○複雑ダイナミクスを活用した情報処理VLSIシ
ステムの開発とその応用に関する研究○脳型アナログVLSI回路の開発に関する研究○高性能脳型計算システムの開発とその応用に関する研究○意識過程の実現を目指す脳型VLSIシステムの開発に関する研究• VLSI information processing systems based oncomplex dynamics• Brain-inspired neuromorphic analog VLSI circuits• High-performance brain-like information processing system and its applications• Brain-inspired VLSI system with consciousness

ブレインウェア
研究開発施設Laboratory for Brainware Systems

脳型 LSI システム研究部
新概念 VLSI システム研究室

Brainware LSI Systems
New Paradigm VLSI System

新概念VLSIシステム
研究分野（羽生教授）

新概念VLSIデザイン
研究分野（夏井准教授）

New Paradigm VLSI System (Prof. Hanyu)

New Paradigm VLSI Design (Assoc. Prof. Natsui)○不揮発性ロジックインメモリアーキテクチャとその超低電力VLSIプロセッサ応用に関する研究○デバイスモデルベース新概念コンピューティ
ングアーキテクチャに関する研究○多値情報表現・非同期式制御に基づく高性能
NoCに関する研究○確率的演算に基づく超低消費電力LSIに関する研究○PVTばらつきフリーVLSI回路/アーキテクチャ
に関する研究○動作環境適応型高信頼VLSI回路/アーキテク
チャに関する研究○最適化アルゴリズムとそのVLSI設計技術応用に関する研究○新概念VLSIシステムの設計技術に関する研究• PVT-variation-aware VLSI architecture and its
applications• Self-adaptive system for resilient VLSI
• Optimization algorithm and its application to
VLSI design methodology• EDA/CAD algorithms for new paradigm VLSI
systems• Nonvolatile logic-in-memory VLSI architecture
and its application to ultra-low-power VLSI processors• Device-model-based new-paradigm VLSI computing architecture• Asynchronous-control/multiple-valued data
representation-based circuit for a high-performance Network-on-Chip• Low-power VLSI design technology based onstochastic logic

自律分散制御システム研究部
実世界コンピューティング研究室

Autonomous Decentralized Control Systems
Real-World Computing

実世界コンピューティング
研究分野（石黒教授）

実世界数理モデリング
研究分野（加納准教授）

Real-World Computing (Prof. Ishiguro)

Real-world Mathematical Modeling(Assoc. Prof. Kano)○超大自由度ソフトロボットの制御○動作環境適応型高信頼VLSI回路/アーキテク
チャに関する研究○多芸多才な振る舞いの発現原理の力学的解明とロボティクスへの応用○交通システムの自律分散制御に関する研究○群れの発現メカニズムの解明と群ロボットへの応用に関する研究• Control of soft-bodied robots with large degrees of bodily freedom• Optimization algorithm and its application to
VLSI design methodology• Dynamical system approach to understandversatility behavioral and its application to robotics• Study on autonomous decentralized control of
traffic systems• Study on swarm formation mechanism and its
application to swarm robotic systems

Laboratory for Brainware Systems

Staff
羽生

貴弘

施設長（教授）Takahiro Hanyu
Director, Professor

Laboratory for Brainware Systems
ブレインウェア研究開発施設

附属研究施設ブレインウェア研究開発施設

The Laboratory for Brainware Systems of the Research Institute of Electrical Communication was established in 2004 andrenewed in 2014. Its purpose is to contribute to the researchand development of advanced information science and technology for Brainware systems which realize a seamless fusionof the changeable and complex real world and the cyber
space.
We aim at establishing scientific and technological foundations and at exploring human-like brainware computing applications for Adaptive Cognition and Action Systems Division(Recognition and Learning Systems Group), Autonomous Decentralized Control Systems Division (Real-World Computing
Group), Brainware LSI Systems Division (New Paradigm VLSI
System Group and Soft Computing Integrated System Group),
and brain architecture Division (planned ). The Laboratory for
Brainware Systems consists of the above four divisions which
cooperatively carry out the research. At the same time, they
serve as a laboratory for nation-wide cooperative research in
the field of Brainware systems.
The technology developed in the Laboratory is expected toenhance the research carried out in the four Divisions of theInstitute, and the research conducted in the Divisions, in turn,is expected to provide scientific basis for the information
technology developed in the Laboratory.

Division for the Establishment of Frontier Sciences
Flexible Information System Center
高等研究機構新領域創成部
やわらかい情報システムセンター「ブレインウェア研究開発施設」は、本研究所附属研究施設として平成16年4月の研究組織の改組・再編と同時にブレイン
ウェア実験施設として新設され、その後、平成26年度概算要求の採択を機に、平成26年4月にブレインウェア研究開発施設と名称変更した。その目的は、電脳世界と時々刻々複雑に変化する実世界をシームレスに融合する次世代情報システムを、世界に先駆けて実現する基盤技術の創成とその応用分野を展開することである。そのために、本研究所及び本所と密接な関係にある本学電気・情報系の各研究分野の研究成果と全国のブレイン
ウェア分野の研究者の英知を結集して研究を行う。
この施設は、適応的認知行動システム研究部（認識・学習システム研究室）、自律分散制御システム研究部（実世界コン
ピューティング研究室）、脳型LSIシステム研究部（新概念VLSI
システム研究室、ソフトコンピューティング集積システム研究室）の3研究部構成に加えて、ブレインアーキテクチャ研究部の整備が予定されており、関連各研究分野の協力の下に、研究及び施設の運営を行う。

IT-21 Center
世紀情報通信研究開発センター

21

Fundamental Technology Center
研究基盤技術センター

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 61

Laboratory for Brainware Systems
ブレインウェア研究開発施設
IT-21 Center
世紀情報通信研究開発センター

21

認識・学習システム研究室

Recognition and Learning Systems
Staff
塩入
教授

諭

Satoshi Shioiri
Professor

坂本
教授

修一

Shuichi Sakamoto
Professor

研究活動

Research Activities

本研究分野では、外界から入力される様々な情報を人間が統合処理し脳内で認識・学習する過程を明らかにしてモデル化し、脳型
LSIなど神経細胞を模擬するハードウエアに実装することを目指
して研究を進めている。

高次視覚情報システム
研究分野｜塩入教授

Division for the Establishment of Frontier Sciences
Flexible Information System Center
高等研究機構新領域創成部
やわらかい情報システムセンター

視覚の空間知覚を中心に、立体視、運動視における視覚脳機能、原理を探求し、そのモデル化を通して、人間の視覚を理解、それを模擬するシステムの構築を目指す。また、知覚の能動的側面とし、視線移動制御や注意機能を理解し、モデル化を目指す。これ
らの成果に基づき、画像情報の評価、効率的呈示，視環境の評価システムの構築への展開する。さらに、視覚や触覚の無意識的選択の過程を調べることから、様々な環境下での人間の視覚認識や行動を予測するための研究に取り組んでいる。

先端音情報システム
研究分野｜坂本教授
視聴覚音声知覚や、自己運動中の音空間知覚など、聴覚情報、及び複数の感覚情報が複合して存在する環境下での人間の知覚情報処理過程を心理物理学的な手法を用いて解明するとともに、その知見を活用した、高精細3次元音空間センシングシステムやマル
チモーダル聴覚支援システム等の音響情報システムの構築・高度化に取り組んでいる。

To create computational models of the process that the human brain integrates multiple sensory inputs from the outside
world, we are investigating the visual and auditory functions in
the human brain for implementing these functions in hardware
under biologically plausible settings. Our approaches include
psychophysics, brain wave measurements, and computer simulations.

Visual Cognition and Systems(Prof. Shioiri)
Modeling the processes of human vision based on the findings of the strategies that the visual system uses, we plan topropose appropriate methods for evaluation of image qualities, efficient way of image presentation and evaluation ofvisual environments in general. We also investigate dynamic
selection process in vision with or without attention to realize
prediction system of human perception and action in the future.

Advanced Acoustic Information Systems(Prof. Sakamoto)We study the mechanism of human multimodal processing,including hearing. In particular, we focus on speech perception as an audio-visual process, the judgment of auditory
space during motion and the impression of a sense-of-reality
in multimodal content. Such knowledge is crucial to develop
advanced communication and information systems. Based on
this knowledge, we are developing future auditory information
systems.

Fundamental Technology Center
研究基盤技術センター

眼を動かしても視覚世界は動いて見えない。この説明の一つに、眼球運動に伴う変位検出能力の低下（サッカード変位抑制）による説がある。しかし、本研究は、眼球運動時の視野安定機構における新たな処理機構として、輝度過渡信号に選択的に応答する処理の関与を示唆した。

We perceive the visual world remains stable across saccadic eye movements. How does the visual system achieve
visual stability across saccades? Our findings suggest that luminance-based transient signals make an important
contribution to visual stability, and to the relative weight of retinal and extraretinal information in target localization.

62 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

Laboratory for Brainware Systems
ブレインウェア研究開発施設

ソフトコンピューティング集積システム研究室
Soft Computing Integrated System
Staff
堀尾
教授

喜彦

Yoshihiko Horio
Professor

我々の脳は、非常に複雑ではあるが一定の構造を持った夥しい数の神経細胞から成るネットワークから構成されている。この大規模な物理・化学系による高度な情報処理は、現在のデジタル計算機とは全く異なる原理で行われており、脳は、デジタル計算機が不得手とする問題に対して、高速かつ効率的に答えを出すことができる。このような脳の計算様式にヒントを得、特に、半導体集積回路等による「物理ダイナミカルプロセスによる情報処理」に着目し、小型で低消費電力でありながら、実世界の様々な問題に高速に対処できる、新しい脳型コンピュータハードウェアの実現
を目指す。

21

Our brain is a highly-structured but very complex network of avast number of biological neurons. The brain is established on
a completely different information processing principle fromthat of current digital computers, realizing its high cognitive
performance through a physicochemical system. As a result,the brain can quickly and efficiently solve real-world problems,
which the digital computers are bad at or cannot solve. Inspired by such information processing paradigm of the brain,in particular, focusing on information processing throughphysical dynamical process, we aim at a novel brain-inspired
computer hardware system, which is robust and flexible, andyet quick and efficient.

Soft Computing Integrated System (Prof. Horio)
We are working on a novel high-performance, highly-efficient,flexible, and robust brain-inspired computer hardware system.
In particular, we focus on an information processing throughphysical complex-networked dynamical process, and its implementation as a computational hardware system using an analog
VLSI as a core component. Toward to the final goal, we are developing integrated circuit and device technologies suitable forthe brain-inspired computer systems, such as VLSI technologies
for high-dimensional chaotic networks and large-scale complex systems, VLSI circuits and architectures for ultra-low-power asynchronous neural network systems, and compact andlow-power devices/circuits, e.g., spintronics devices for neuron
and adaptive synaptic connections. At the same time, we aredeveloping a massively-parallel brain-inspired computational
system architecture, which is very much different from that of
the conventional digital computers. We further intend to realize
an autonomous brain-inspired computer with a sense of selfand consciousness based on a complex network with dynamicchange in spatiotemporal network state and structure.

図１：（左）カオスニューロチップ（右）1 万個のニューロンを 1 億個のシナプスで結合可能な大規模汎用カオスニューロコンピュータハードウェアシステム

図 2：（左）従来のデジタルコンピュータが不得意な組合せ最適化問題を、カオス的な迷いと直感で高速に解くカオスニューロコンピュータプロトタイプ（右）左のプロトタイプ
を小型化・高速化して大規模な実用問題に対応できるようにするための VLSI チップ

Fig.1(Left) A chaotic neuron VLSI circuit chip. (Right) A large-scale general purpose chaotic neuro-computer system with 10,000 neurons connected via
100,000,000 synapses.

Fig.2 (Left) A chaotic neuro-computer proto-type system for quadratic assignment problems, which uses chaotic wanderings and inspirations to findsolutions. (Right) A dedicated VLSI chip for a fast and practical large-scalechaotic neuro-computer system which can solve real-world problems.

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 63

Fundamental Technology Center
研究基盤技術センター

脳の情報処理様式に学んだ、高性能で効率的、柔軟でロバストな情報処理装置である「脳型コンピュータ」の実現を目指して研究を進めている。特に、脳が多数の神経細胞の複雑なネットワーク
であることに注目し、物理的な高次元複雑ダイナミクスによる「プロセスによる情報処理」を、アナログ集積回路を核とした計算システムとして実装する。そのため、高次元カオス結合系や大規模複雑系の集積回路実装技術や、超低消費電力で動作する非同期
ニューラルネットワーク集積回路構成技術、物理デバイス、特にスピントロニクスデバイスによるニューロンやシナプス実装技術など、脳型コンピュータのハードウェア実現のための基盤技術の開発を行っている。これと同時に、従来のデジタル計算機とは異なる、超並列脳型コンピュータアーキテクチャとその応用についても研究を進めている。また、ダイナミックに状態や構成が変化する複雑ネットワークにより、自己や意識を持つ自律的な脳型コンピュータの実現も目指している。

Division for the Establishment of Frontier Sciences
Flexible Information System Center
高等研究機構新領域創成部
やわらかい情報システムセンター

ソフトコンピューティング集積システム
研究分野｜堀尾教授

Research Activities

IT-21 Center
世紀情報通信研究開発センター

研究活動Laboratory for Brainware Systems
ブレインウェア研究開発施設

新概念 VLSI システム研究室
New Paradigm VLSI System
Staff
羽生
教授

鬼沢
助教

IT-21 Center
世紀情報通信研究開発センター

21

貴弘
直哉

Takahiro Hanyu

夏井

Professor

准教授

Naoya Onizawa

玉越

Assistant Professor

研究員

雅典 Masanori Natsui
Associate Professor

晃

Akira Tamakoshi
Research Fellow

研究活動

Research Activities

超大規模半導体集積回路（Very Large Scale Integration; VLSI）チップ、およびそれを応用した VLSI システムは、電子機器の「頭脳」として機能しており、現代社会のあらゆる産業製品や社会基盤の質を決定している。しかしながら，VLSI システムの高度化・高性能化を支える材料・デバイスの微細加工技術は、物理限界に近づきつつある。本研究室では、「新概念」の VLSI システムアーキテ
クチャならびにその回路実現方式により、従来設計技術の限界を打破、人間の頭脳をも凌駕する超高度情報処理を実現する VLSIシステムを開発することを研究目的とする。

Division for the Establishment of Frontier Sciences
Flexible Information System Center
高等研究機構新領域創成部
やわらかい情報システムセンター

新概念VLSIシステム
研究分野｜羽生教授
本研究分野では、従来の延長上にはない新しい考え方に基づく
ハードウェアアーキテクチャの研究を行っている。具体的には、記憶機能を演算回路に分散化させて膨大なメモリバンド幅を実現
するロジックインメモリVLSIアーキテクチャ、磁気トンネル接合（MTJ）デバイスなどの新機能・多機能・不揮発デバイスを活用したデバイスモデルベース新概念VLSIコンピューティングアーキ
テクチャ、確率的演算に基づく超低消費電力LSIなど、マルチメ
ディア応用高性能VLSIプロセッサの設計法および実現法に関する研究を行っている。

新概念VLSIデザイン
研究分野｜夏井准教授
プロセスの極限的微細化に起因するVLSIの性能向上の限界と信頼性の低下の問題を解決することを目的とし、本研究分野では、
従来の概念を変える新しいVLSI設計技術に関する研究を行っている。具体的には、PVTばらつきフリーVLSI回路/アーキテクチャ、
動作環境適応型高信頼VLSI回路/アーキテクチャ、脳型計算に基づ
く最適化アルゴリズムとそのVLSI設計技術応用、ならびに不揮発性ロジックインメモリVLSI設計技術など、微細化の恩恵を最大限に活かしつつ、かつ過酷な条件下においても高信頼動作を達成す
るVLSIのための設計技術に関する研究を行っている。

Fundamental Technology Center
研究基盤技術センター
64 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

Very Large-Scaled Integrated (VLSI) processors and their applications to electronics systems, where VLSI processors areused as a “brain” for intelligent control like human beings, arethe key components in the recent information communication
technology (ICT) society. In this research division, we explore
a path towards a new paradigm VLSI processor beyond brain
utilizing novel device technologies and new-paradigm circuitarchitecture such as logic-in-memory architecture.

New Paradigm VLSI System(Prof. Hanyu)
We are studying a “new-paradigm VLSI computing” concept thatinvestigates the optimal design through all the VLSI design layers
from a device/material design level to an application-oriented
algorithm level.“Logic-in-memory VLSI architecture,”where storage elements are distributed over a logic-circuit plane, makes
global wires reduced greatly.To implement a logic-in-memory
VLSI compactly, we utilize nonvolatile devices such as magnetic
tunnel junction (MTJ) devices and focus on other challenging research subjects such as stochastic logic.

New Paradigm VLSI Design(Assoc. Prof. Natsui)
We are studying a new VLSI design paradigm for highly-dependable VLSIs in the nanoscale and post-silicon era. To fully
utilize the benefits of technology scaling, we are focusing on
PVT-variation-aware VLSI architecture and its applications,self-adaptive system for resilient VLSI, brain-like optimization
algorithm and its application to VLSI design methodology,
and electronic design automation (EDA) algorithms for Nonvolatile logic-in-memory VLSI.

Laboratory for Brainware Systems
ブレインウェア研究開発施設

実世界コンピューティング研究室
Real-World Computing
Staff
石黒
教授

福原
助教

章夫
洸

Akio Ishiguro加納剛史

Professor

准教授

Akira Fukuhara

安井浩太郎

Assistant Professor

助教（兼）Takeshi Kano
Associate Professor

Kotaro Yasui
Assistant Professor*

Research Activities

21

実世界コンピューティング研究室では、自然界や社会システムにおける諸現象の発現メカニズムを自律分散制御＊の観点から理解
し、人工物の設計論へと昇華することを目的として研究を行っている。

Our laboratory aims to understand essential mechanisms underlying various natural and social systems from the viewpointof autonomous decentralized control,* and to establish design principles of artificial agents.

＊* Autonomous decentralized control: Control scheme in which
non-trivial macroscopic functionalities emerge from interactions among individual components.

自律分散制御：単純な認知 ･ 判断 ･ 運動機能を持つ要素（自律個）が相互作用することによって、個々の要素の単純性からは想像もできない非自明な大域的特性（機能）を創発させるという、「三
人寄れば文殊の知恵」をまさに地でいくような制御方策。

Real-World Computing (Prof. Ishiguro)

実世界コンピューティング研究分野では、生物のようにしなやか
かつタフに実世界環境に適応可能な「生き生きとしたシステム」の設計原理の理解を目指した研究を進めている。ロボティクスや数理科学、生物学、物理学といったさまざまな学問領域を縦横無尽に行き来しながら、既存技術では決してなし得ない、生物のよ
うな「しぶとさ」や「したたかさ」、「打たれ強さ」、「多芸多才さ」を有する知的人工物システムの創成を目指す。

Living organisms exhibit surprisingly adaptive and versatile behaviors in real time under unpredictable and unstructured realworld constraints. Clarifying these remarkable abilities enable
us to understand life-like complex adaptive systems as well as
to construct truly intelligent artificial systems. We study the design principles of autonomous decentralized systems that exhibit life-like resilient behaviors from the viewpoints of robotics,
biology, mathematics, nonlinear science, and physics.

図 1. 優れた環境適応性を有するヘビ型ロボットの自律
分散制御

図 2. 環境や身体変化に応じて自己組織的に歩行変化が変化する四脚ロボット

図 3. 身体の一部の故障に即座に適応して推進可能なクモヒトデ型ロボット

Fig.1 Autonomous decentralized control of a snake-likerobot that exhibits highly adaptive properties.

Fig.2 Quadruped robot driven by a fully decentralized control.

Fig.3 Ophiuroid robot that can immediately adapt tophysical damage.

実世界数理モデリング研究分野では、交通流や動物個体の群れなどの多体系における集団運動のメカニズムの解明およびその制御手法の開発に取り組んでいる。これらの系は、個々の要素が局所的に相互作用することで、大域的に非自明な集団運動が発現する。
本研究分野では、出来る限りシンプルな数理モデルを構築することで、集団運動の基本原理を探り、その原理をもとに「理にかなった」制御手法を提案することを目指している。

Real-World Mathematical Modeling(Assoc. Prof. Kano)
Our research group aims to understand mechanisms underlying collective behavior in multi-body systems such as traffic
flow and flocking of animals and to develop control schemes
for such systems. In multi-body systems, non-trivial collective
behaviors emerge from local interaction among individuals.
We seek for the core principle underlying collective behaviors
by constructing a simple mathematical model, and then develop “reasonable” control schemes on this basis.

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 65

Fundamental Technology Center
研究基盤技術センター

実世界数理モデリング研究分野｜加納准教授

Division for the Establishment of Frontier Sciences
Flexible Information System Center
高等研究機構新領域創成部
やわらかい情報システムセンター

実世界コンピューティング
研究分野｜石黒教授

IT-21 Center
世紀情報通信研究開発センター

研究活動

世紀情報通信研究開発センター

21

Research Center for 21st Century Information Technology

産学官研究開発部

Industry-Academia-Government-Collaboration Research and Development Division

ワイヤレス ICT
プラットフォームプロジェクト
Wireless ICT Platform Project○ディペンダブル・エアのためのブロードバン
ド無線通信・ネットワーク技術○狭空間における周波数稠密利用のための周波数有効利用技術• Broadband wireless communication technologies for Dependable Air• Technologies to Densely and Efficiently Utilize
Radio Resources of Unlicensed Bands in Dedicated Areas

学際連携研究部Interdisciplinary Collaboration Research Division

情報の質と価値に基づく多感覚的評価の研究プロジェクト

スピントロニクス・CMOS 融合
脳型集積システムの研究プロジェクト

Research project of human value estimation ofmultimodal information based on informatics
paradigm to manage both quality

Interdisciplinary Collaboration Research Division
Research project of Spintronics/CMOS-hybrid
brain-inspired integrated system

萌芽研究部

Exploratory Research Division

ドローンを活用する新しいインタラクティブコンテンツ
基盤技術の研究開発

安心・安全投薬管理システムのためのワイヤレス IoT 基盤技術の研究開発

Interactive Drone Content for Entertainment /Wildlife Symbiosis

Wireless IoT Technology for a Safe & Secure
Medication Management System

Research Center for 21st Century
Information Technology (IT-21 Center)

Staff
末松

憲治

Noriharu Suematsu

センター長（教授）

Director, Professor

Industry-Academia-Government-Collaboration
Research and Development Division
Noriharu Suematsu

産学官研究開発部
末松憲治

代表・教授（兼）学際連携研究部
塩入

諭

萌芽研究部
北村

Interdisciplinary Collaboration Research Division
Satoshi Shioiri
Project Leader, Professor*

羽生

貴弘

代表・教授（兼）Takahiro Hanyu
Project Leader, Professor*

21

Challenging Exploratory Research Division喜文

代表・教授（兼）Yoshifumi Kitamura
Project Leader, Professor*

亀田卓

Suguru Kameda

代表・准教授（兼） Project Leader, Associate Professor*

The purpose of the IT-21 center is development of practicaltechnologies for IT, based on the advanced technologies of
RIEC with the partnership among Industry, Government andUniversities. The term of development is limited less than 5
years. The projects are planed on matching with both basic
technologies in the University and application in the Industry.
Combination of the technologies of the University and Industry makes practical technologies with availability for the commercial products. The center actively accelerates to obtain theintellectual properties generated from the development ofpractical technology to the Industry.

Division for the Establishment of Frontier Sciences
Flexible Information System Center
高等研究機構新領域創成部
やわらかい情報システムセンター

電気通信研究所がこれまでに蓄積してきた情報通信技術（IT）に関する実績を、産学連携体制により、5年間の期間を以て実用化技術として完成させることを目的とする。大学の保有する技術をコアとして大学及び産業界の技術を統合し、社会が求めるアプリ
ケーションを明確化し、製品へ適応可能な実用技術を完成させる
ことにより世界標準の技術開発を目指す。5年間を目処に進められる実用化技術開発により得られた成果・知的財産権は、積極的に産業界へ展開する。プロジェクトの推進には、産業界からの技術者を多く受け入れ、大学の保有する先端技術・先端設備を研究
開発現場にて体験することで、若手技術者の教育・社会人技術者の再教育センターとしての役割を果たす。

IT-21 Center
世紀情報通信研究開発センター

代表・教授（兼）Project Leader, Professor*

Laboratory for Brainware Systems
ブレインウェア研究開発施設

21世紀情報通信研究開発センター（IT-21 センター）

Fundamental Technology Center
研究基盤技術センター

図１：IT-21 センター

Fig.1 : IT-21 Center

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 67

Laboratory for Brainware Systems
ブレインウェア研究開発施設

産学官研究開発部 ワイヤレス ICT
プラットフォームプロジェクト

Industry-Academia-Government-Collaboration Researchand Development Division Wireless ICT Platform Project

Staff
末松

憲治

亀田

代表・教授（兼）卓

本良

准教授（兼）瑞樹

助教（兼）Noriharu Suematsu

Suguru Kameda

Mizuki Motoyoshi

Project Reader, Professor*

Associate Professor*

Assistant Professor*

芝

鈴木

丸橋

隆司

特任教授

恭宜

客員教授

建一

客員教授

Takashi Shiba

Yasunori Suzuki

Kenichi Maruhashi

Specially Appointed Professor

Visiting Professor

Visiting Professor

IT-21 Center
世紀情報通信研究開発センター

21

ユーザをネットワークに接続するアクセス回線技術としてのモバ
イルワイヤレス通信技術は、光ファイバによる超高速バックボー
ンネットワークとともに、ICT 社会の根幹を支える情報基盤技術である。世界の移動通信のリーダシップを担うわが国の移動通信
技術は、日本経済を支える原動力としてますます発展する必要がある。

Division for the Establishment of Frontier Sciences
Flexible Information System Center
高等研究機構新領域創成部
やわらかい情報システムセンター

IT-21 センター・モバイル分野では、発足以来、国内移動体通信機メーカーや第一種通信事業者との産学連携プロジェクトにより、広域通信と高速・大容量通信を両立し、かつ大規模災害時においても安定した通信回線の提供を可能とするディペンダブル・
エアの研究開発を行ってきた。
これまでに、(1) 324Mbit/s 5GHz 帯無線 LAN 端末の開発、(2) ハ
イビジョン非圧縮伝送超小型 3D SiP（三次元システム・イン・パッケージ）ミリ波無線端末の開発を行い、また、(3) 広域モバイルブロードバンドワイヤレスアクセス (MBWA) 実証実験により、自動車移動中のシームレスハンドオーバ、無線 LAN と MBWA との異種ネットワーク間シームレスシステムハンドオーバを成功させてきた。さらに、これらの地上系無線通信方式のみならず準天頂
衛星システムなどの衛星通信方式を融合することで無線通信ネッ
トワークのディペンダビリティを実現させる提案を行ってきた。
平成 29 年度からは総務省「狭空間における周波数稠密利用のための周波数有効利用技術の研究開発」、令和元年度からは総務省「高ノイズ環境における周波数共用のための適応メディアアクセ
ス制御に関する研究開発」を行っている。さらに、わが国の移動通信技術の更なる飛躍を図るとともに、開発実用化技術による東北地区でのベンチャー企業設立など地域振興へ貢献する。

Mobile wireless communication technology is one of the significant communication technologies that support the ICT society,connected with the high-speed backbone network using opticalfiber. Evolution of the mobile wireless communication technology in Japan is indispensable to keep the leadership in this technology area in the world.
With the partnership of Japanese major mobile wireless manufacturers and Japanese Type I carrier, the mobile wirelesstechnology group of the IT-21 center has been proposing theconcept of “Dependable Air,” which is a heterogeneous andhighly-reliable wireless network. The Dependable Air is able towork even in the event of a big disaster.
As a result, so far, (1) 5GHz-band 324Mbit/s wireless LAN terminal, (2) ultra-small size 3D system-in-package (SiP) millimeterwave wireless terminal for uncompressed high definition television (HDTV) transmission have been successfully developed,and (3) seamless handover technology for wide area broadband
mobile wireless access (MBWA) and seamless system handovertechnology between MBWA and wireless LAN have been successfully demonstrated by field tests. Moreover, the Dependable
Air with satellite communication systems such as Quasi-Zenith
Satellite System (QZSS) has been proposed for improvement ofdependability of wireless network.
The mobile wireless technology group started the projects entitled “R&D on Technologies to Densely and Efficiently Utilize
Radio Resources of Unlicensed Bands in Dedicated Areas (from
FY2017)” and “R&D on Adaptive Media Access Control for Increasing the Capacity of Wireless IoT Devices in Faetory Sites”
which are supported by the Ministry of Internal Affairs and Communications. In addition, our group would like to contribute to
the local industries in Tohoku area including the establishment ofventure companies based on our developments.

Fundamental Technology Center
研究基盤技術センター

Fig.1 5GHz 帯 324Mbit/s 無線 LAN 端末

Fig.1 5 GHz-Band 324 Mbit/s Wireless LAN terminal

Fig.4 Dependable Air

Fig.2 ハイビジョン非圧縮伝送超小型 3D
SiP ミリ波無線端末

Fig.2 Ultra-small-size 3D SiP millimeter wave wireless terminal for uncompressed HDTV

68 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

Fig.3 MBWA 実証実験 ( 基地局設備 )Fig.3 MBWA field test (Base station)

Fig.4 Dependable Air

Interdisciplinary Collaboration Research Division Research
project of human value estimation of multimodal information
based on informatics paradigm to manage both quality

Staff
塩入

諭

代表・教授（兼）

坂井

信之

教授（兼）

山本

浩輔

助教（兼）

Satoshi Shioiri

Nobuyuki Sakai

Kosuke Yamamoto

Project Leader, Professor*

Professor*

Assistant Professor*

学習済み画像認識システム（上図）を利用した人間の高次判断の指定（下図）Psychological experiment on interaction between visual information processing with olfactory qualitative and hedonic information processing.

Fine tuning of a trained network (AlexNet) for our lunchbox data (Top).
Correlation between ground-truth (human judgments) and prediction (Bottom).
MAE indicates mean average error.

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 69

Fundamental Technology Center
研究基盤技術センター

人の香りに対する質情報や快不快情報と視覚情報の間の相互作用の研究風景

21

Division for the Establishment of Frontier Sciences
Flexible Information System Center
高等研究機構新領域創成部
やわらかい情報システムセンター

There are predictions of data growth beyond one Yotta byte
(1024) in 2030, Prioritization of data is critical to deal with suchenormous data. Recommendation systems and Curation systems are used frequently but with fixed criteria. These criteria
are usually determined by a mechanically along a dimension
related certain value estimation. We should realize the system
to create a criterion chosen considering the purpose and typeof information, and the key technology for the purpose is theone that evaluates quality and value of the information.
To investigate evaluation of a variety of quality and value,
knowledge of the brain processing of different types of information is necessary. In addition to vision and audition, whichhave been major research fields of data evaluation related tohuman perception, haptic, olfactory and gustatory perception
are necessary to investigate in terms of qualities and values.
Controlling more senses improves the quality of information
communication and makes communication more valuable.
To develop the technology for the purpose, investigation ofhuman sense, including haptics, olfaction and gustation, isessential. The present project focuses on multimodal perception related to foods and investigate the quality and value ofmultimodal food information.

IT-21 Center
世紀情報通信研究開発センター

2030 年にはヨッタ（1024）バイトを超える超巨大情報が生成される情報社会になるといわれている。そのような社会において、情報を有効に活用するためには、的確な情報の優先順位付けシ
ステムが必要である。現在、情報の優先順位付けには、推薦シ
ステムやキュレーションなどの技術が利用され、一定の基準による順位付けがなされている。しかし、それらは基本的に機械的判断であり、かつ一元的な価値基準を前提としたものである。
将来に向けて情報の質と価値を基準による情報優先付けの枠組みを形作ることで、目的と情報のタイプの組合せによって生じる多様な場面に適応できる技術の開発が必要である。
多元的な基準による情報の質と価値を考える上では、これまで主流であり、また多くの研究がなされてきた視覚情報、聴覚情報に加えて、触覚、嗅覚、味覚に関わる情報を扱うことが必要になる。いわゆる五感を対象とする情報通信は、コミュニケー
ションの質を高め、より価値あるものとすることができる。そこに必要な技術の発展のためには、ヒトを対象とする研究が不可欠である。本プロジェクトでは、食品関連の情報を中心に様々な多感覚情報に関する的確な情報の優先順位付けシステムの構築に向けて、視覚情報に味覚と触覚を加えた多感覚情報の質と価値に関する検討を行う。

Laboratory for Brainware Systems
ブレインウェア研究開発施設

学際連携研究部 情報の質と価値に基づく多感覚的評価の研究プロジェクト

Laboratory for Brainware Systems
ブレインウェア研究開発施設
IT-21 Center
世紀情報通信研究開発センター

21

学際連携研究部 スピントロニクス・CMOS
融合脳型集積システムの研究プロジェクト

Interdisciplinary Collaboration Research Division
Research project of Spintronics/CMOS-hybrid
brain-inspired integrated system

Staff
羽生

貴弘

代表・教授（兼）

遠藤

哲郎

教授（兼）

馬

奕涛

助教（兼）

Takahiro Hanyu

Tetsuo Endoh

Yitao Ma

Project Leader, Professor*

Professor*

Assistant Professor*

Division for the Establishment of Frontier Sciences
Flexible Information System Center
高等研究機構新領域創成部
やわらかい情報システムセンター

第三次産業革命を支えてきたエレクトロニクスにかかる基盤研
究は、より多くの情報を蓄積し、より多くの情報にアクセスし、そしてより高速かつ低消費電力で演算を行うことを目標に、情報量・演算量の拡大を実現する基盤技術の創出に多くのリソースが割かれ、リニアモデルで発展成功してきた。しかし、21 世紀を迎え、第四次産業革命や Society5.0 の実現に向けて、情報通
信分野における量から質への転換という既存のリニアモデルでは達成が困難な新しい社会的要請が生まれてきている。この社
会的要請を受けて、スーパーコンピュータやサーバ上で大規模なソフトウェアを動かすいわゆるサイバー空間を支えるビック
データ解析や AI 診断などの基盤技術研究が進み、言語翻訳、災害予測や長期気象予測などの実用化技術が限定的ではあるが社会実装され始めている。しかし、このハードウェアは既存のノイマン型コンピューティング技術のままで、その上にソフトウェ
アレイヤーでディープラーニングなどの必要機能を実装するというアプローチは、演算あたりのエネルギー効率が非常に悪い。
そのため、我々の実社会を構成しているフィジカル空間では、その電力共有律速のために上記のアプローチの適応は困難である。
情報の量から質の変革をフィジカル空間にて実現する人間のよ
うに高度な情報処理・判断を革新的に効率よく、かつ低消費電力で実行できるハードウェア工学分野を牽引し、発展に大きく貢献するために、「スピントロニクス・CMOS 融合脳型集積システム」
研究プロジェクト分野を推進する。

Fundamental research on electronics that has supported theThird Industrial Revolution has the goal of accumulating more
information, accessing more information, and performing calculations with higher speed and lower power consumption.
A lot of resources have been allocated to the creation of thebasic technology that realizes the expansion of the amount ofcomputation, and the linear model has been successfully developed. However, in the 21st century, toward the realizationof the Fourth Industrial Revolution and Society 5.0, new social
demands that are difficult to achieve with the existing linear
model of quantity-to-quality conversion in the information communication field are emerging. In response to this social demand, basic technology research such as big data analysis and
AI diagnosis that supports so-called cyberspace that moves
large-scale software on supercomputers and servers proceeds,
and language translation, disaster prediction, long-term weather prediction, etc. Although practical application technology islimited, it is beginning to be socially implemented. While thishardware remains an existing Von-Neumann-type computing
technology, the approach of implementing necessary functions
such as deep learning on the software layer is very energy-efficient per operation. Therefore, in the physical space that
constitutes our real world, adaptation of the above approach isdifficult due to its power sharing limitation.
Realizing the transformation of information from the amountof information in physical space Leading the field of hardware
engineering that can execute advanced information processing and judgment innovatively, efficiently, and with low power
consumption like human beings, greatly contributes to development to promote the field of “spintronics/CMOS-hybrid
brain-inspired integrated system” research project.

Fundamental Technology Center
研究基盤技術センター
本研究プロジェクトのイメージ

Image of this research project

70 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

Exploratory Research Division Interactive Drone
Content for Entertainment / Wildlife Symbiosis

Staff
北村

喜文

代表・教授（兼）Yoshifumi Kitamura
Project Leader, Professor*

主な研究テーマ(2) Development of crow-type-drone to communicate with crows.

図1

提案する空間連動する 2 つのカメラ視点を用いたドローン操縦インタフェースの概要（a）主・副ドローンと被写体の位置関係 （b）パイロットの視点，,
コントロー
ラ，主ドローンの模型の位置関係 （c）,
副ドローンによる三人称視点，（d）主ドローンによる一人称視点

Fig.1 Overview of Third-Person Piloting: (a) Two drones are flying:primary and coupledsecond drone. Primary one is controlled by a pilot to capture a man walking
along the street in its first-person perspective (FPP). Second is semi-automatically flying orbitally around primary one to capture third-person perspective (TPP);(b, c,d) Pilot can observe FPP and TPP and change TPP’s direction by rotating a
miniature on controller.

図 2 カラスとコミュニケーションするカラスドローンの概念

Fig.2 Concept of crow-type-drone to communicate with crows

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 71

Fundamental Technology Center
研究基盤技術センター（2）カラスとコミュニケーションするカラスドローンの開発
カラスによる農作物被害、糞害等の生活被害や配電トラブルなどの被害は近年ますます深刻化しつつあり、それらへの対策は急務である。しかし決定打がないのが現状である。その最大の理由は、他の動物には撃退効果がある「脅し」をすぐに見破ってしまう
カラスの賢さである。
そこで本研究テーマでは、カラスの発達した音声コミュニケー
ション能力を逆手に取って活用するカラス音声による行動制御
システムを開発する。それは一方的にカラス音声を再生するのではなく、カラスのコミュニケーションの文脈に沿ってカラスを騙し、その行動をコントロールするために、カラスにとってのリアルさである見た目の姿や動き、さらに文脈に沿った音声コミュ
ニケーションを追求する。見た目のリアルさを追求して可動する
カラス剥製ロボットや剥製ドローンの開発に加え、コミュニケー
ションのリアルさを追求するために人工知能技術などを応用して、対話性を有するカラス音声再生システムを開発し、ロボットに搭載して効果的な行動制御とカラスとの対話方法の確立を目指している。

(1) Development of intuitive user interface for a drone pilot andtechniques for video sharing and distribution.
We propose Third-Person Piloting, a novel drone manipulationinterface that increases situational awareness using an interactive third-person perspective from a second, spatially coupleddrone.

21

Division for the Establishment of Frontier Sciences
Flexible Information System Center
高等研究機構新領域創成部
やわらかい情報システムセンター（1）パイロット操縦用ユーザインタフェースと映像共有・配信
技術の開発
ドローンを正確・安全に操縦するためには、ドローン搭載カメラで捉えた（第一人称視点）映像と、そのドローンを他の視点から客観的に眺める第三人称視点の両方を、的確に、直感的な形で連携させてパイロットに提示する必要がある。この組み合わせ映像は、教官を交えたドローン操縦講習やドローンを複数人で共有して行う協調作業にも有効活用できる。
また、パイロットの操縦技能向上や機体の性能向上を図る目的
で開催されるドローンレースは最近大きな盛り上がりを見せているが、その場にいる観客や、そのテレビ等の中継を見ている
視聴者に、わかりやすく、スピード感とスリルある映像を見せるのは必須であるが、そのためにも、第一人称視点映像と第三
人称視点の両方を的確に連携させながら提示する必要がある。
そこで本研究テーマでは、このような映像を直感的にリアルタイムに作成し、操縦のためのユーザインタフェース、複数人共
有技術、さらに映像配信に利用する技術を確立して、エンタテ
インメント応用など新しいサービスへの道を切り開く。

This project aims to develop core technologies of interactive
drone content for real industrial use including entertainment
and wildlife symbiosis, through close industry/academia/government cooperation.
It is expected to support continuous development of drone
technologies through this innovation, and produce new industry and services in response to societal needs.
The following are current research projects:

IT-21 Center
世紀情報通信研究開発センター

ドローン（小型無人機）には、次世代の基盤の 1 つとして、大きな期待が寄せられている。AI による自動操縦も研究されているが、狭小過酷な環境や絶えず状況が変化するダイナミックな環境では限界もある。人によるマニュアルの操縦には十分な技能を必要とし、また運用には電波法や航空法などの法的規制もある。
そこで本プロジェクトでは、仙台市が国家戦略特区の指定を受けたドローン特区であることも活用して、産官学共同体制で、ドローンを活用する新しいインタラクティブコンテンツの基盤技術を確立し、ドローン技術発展の下支えをするとともに、それを活用して社会的ニーズに応える新サービスを生み出すための研究を推進する。

Laboratory for Brainware Systems
ブレインウェア研究開発施設

萌芽研究部 ドローンを活用する新しいインタラクティブコンテンツ基盤技術の研究開発

Laboratory for Brainware Systems
ブレインウェア研究開発施設

萌芽研究部 安心・安全投薬管理システムのためのワイヤレス IoT 基盤技術の研究開発

Exploratory Research Division Wireless IoT Technology
for a Safe & Secure Medication Management System

Staff
亀田

卓

Suguru Kameda

代表・准教授（兼） Project Leader, Associate Professor*

羽生

貴弘

Takahiro Hanyu

末松憲治

Professor*

石山

Kazushi Ishiyama

和志

教授（兼）

Professor*

教授（兼）

本間

Naofumi Homma

陳

尚文

教授（兼）

Professor*

本良

Mizuki Motoyoshi

瑞樹

助教（兼）

Noriharu Suematsu

教授（兼）Professor*

強Qiang Chen

大学院工学研究科・教授（兼）Professor*

Assistant Professor*

IT-21 Center
世紀情報通信研究開発センター

21

我が国のみならず、世界的に見ても高齢化の進展や医療の高度化とともに増え続ける医療費は深刻な社会問題である。医療費の削減のために、在庫管理や服用の確認が可能な投薬管理シス
テムの構築が必要不可欠である。
本グループでは、ワイヤレス IoT（Internet of Things）技術を用いた安心・安全投薬管理システムの構築に関する萌芽的研究を行う。本研究開発では、ワイヤレス IoT 技術を応用して、バッテリレスの錠剤貼り付け型センサおよび投薬管理システムの研究開

Division for the Establishment of Frontier Sciences
Flexible Information System Center
高等研究機構新領域創成部
やわらかい情報システムセンター発を行う。患者が特に意識することなく、いつものように錠剤タ
イプの薬を服用するだけで、服用したかどうかも管理（投薬管理）できるシステムの構築と社会実装を目指す。
本研究課題は当初 2017 ～ 2019 年度の 3 年間の研究計画で開始したが、2019 年度末の研究成果評価の結果、さらに 2021 年度末まで 2 年間の研究期間延長が認められた。

Medical costs that continue to increase with progress in aging
society and medical advances are serious social problems on
the worldwide scale. In order to reduce medical expenses, it isindispensable to construct a medication management systemthat enables inventory control and confirmation of ingestion.
This division conducts exploratory research on establishing asafe medication management system using wireless IoT technology. The goal of this research is the realization and practicalimplementation of system construction that allows patients totake medication management just by taking tablet-type medicine. In this research, we are now studying for the battery-lesstablet-pasting-type sensor by applying wireless IoT technology.
This project started with a 3-year research plan in FY 2017, but
as an evaluation of research results at the end of FY 2019, the research period was extended by 2 years until the end of FY 2021.

Fig.1 錠剤貼り付け型センサ

Fig.2 投薬管理システム

Fig.1 Battery-less tablet-pasting-type sensor

Fig.2 Safe medication management system

Fundamental Technology Center
研究基盤技術センター
72 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

高等研究機構新領域創成部

Division for the Establishment of Frontier Sciences

Laboratory for Brainware Systems
ブレインウェア研究開発施設
IT-21 Center
世紀情報通信研究開発センター

21

多感覚情報統合認知システム研究室
Multimodal Cognitive System
Staff
坂井

信之

教授（兼）

Nobuyuki Sakai
Professor*

山本

浩輔

助教（兼）

Kosuke Yamamoto
Assistant Professor*

研究活動

Research Activities

Division for the Establishment of Frontier Sciences
Flexible Information System Center
高等研究機構新領域創成部
やわらかい情報システムセンター

電気通信研究所がこれまでに蓄積してきたソフトウエアや人間
情報に関する研究実績をさらに発展させ、将来にわたって情報通信分野の研究を先導し続けるための新分野の開拓を本研究分
野の目的とする。電気通信研究所設置当初から続く音情報、聴覚関連研究分野および平成 16 年度の改組で設置された視覚に関する研究分野に加えて、視覚、聴覚、触覚、味覚、嗅覚の五感
すべての情報を扱うために必要な基盤的研究を行う本研究分野を設置することで、今後多感覚化が進むことが予想される情報通信分野を牽引し、発展に大きく貢献することを目指す。本研究分野は今後の情報化社会での情報の質評価における重要性から、
電気通信研究所が文学研究科など他部局と連携して立ち上げた
ヨッタインフォマティクス研究センターとの連携も想定している。プロジェクトの推進には、他大学・研究機関の研究者だけでなく、産業からも研究者・技術者を多く受け入れ、本研究分野で得られた成果・知的財産権は、電子情報通信学会や心理学関連学
会、神経科学関連学会などで発表するだけでなく、情報システム、食品・日用品製造業など、産業界へも展開する。

多感覚情報統合認知システム
研究分野｜坂井教授

Fundamental Technology Center
研究基盤技術センター

本研究分野では、食物や日用品の化学・物理的組成をヒトがどのように知覚し、認知するかについての心理学および脳科学の基礎的な知識を得ることを目的としている。また、これらの知見を製品等の開発研究に役立てるべく、企業の研究者・技術者の方と一緒に応用研究もおこなっている。
本研究分野で中心的に扱う味覚や嗅覚、化学的刺激感覚（辛味やミント味）などの化学感覚については、視覚や聴覚に比べてシステミックな研究はあまり多くない。一方で、嗅覚による味覚増
強効果や口腔内体性感覚による味覚刺激効果など、種々の現象についての存在が知られ、広く製品に応用されてきた。本研究分野
では、ヒトの外界認知に関わる現象を多感覚情報統合の結果と捉え、その心理学や脳基盤について明らかにすることを目指している。例えば、これまで醤油香による塩味の増強効果の発現に関する認知特性およびそれを支える脳基盤を明らかにし、その知見を減塩食へ応用する可能性を探る研究に取り組んでいる。
また、実際の生活において、我々ヒトは、食品や日用品を目で認知するだけで選択している。この過程には視覚による商品の知覚と認知、その摂取あるいは使用経験についてこれまでの経験による記憶に基づく予期の形成、それぞれの持つ商品特性に対して向ける注意の方向づけなど、様々な心理学・脳科学的背景がある。
本研究分野ではこれらの一連の情報の流れについても視線計測装置や全頭型 NIRS などを用いてアプローチしていく。

図１

嗅覚実験装置（防音シールド室内）

Fig.1 Olfactory experimentapparatus (in Soundproof
Shielded Room, 1st levelof Main Building)

74 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

The purpose of the Multimodal Cognitive System group is todevelop the achievement of RIEC in the research about human
information systems, and to improve roles of RIEC in the research
fields of electrical communication. This group aims to study thebasic mechanisms underlying multimodal cognitive systems, including vision, audition, tactile sensation, gustation and olfaction,
together with the related groups such as the Advanced Acoustic Information Systems and the Visual Cognition and Systems
groups. This group also collaborates with the Yotta Informatics
Center to study the quality, property, and value of the multimodal cognitive information. The group welcomes researchers andengineers in industrial societies, not only professors in academic
societies. Also the achievements of this group will not only be
published in the academic societies, such as psychology, neuroscience, sensory studies etc., but be applied to develop new
products.

Multimodal Cognitive System(Prof. Sakai)This group aims to understand the psychological and the neuroscientific systems underlying the multimodal sensory integration andcognition. This group also has an important role in applying theseacademic knowledges into the industrial fields.
There have not been so many knowledges about the multimodal
sensory integration and cognition, especially gustation, olfaction
and other chemical sense those are research target of this group,
but the industrial fields have been applying these phenomena. For
example, companies sell mineral water added flavor as non-calorie
beverages, which are application of the phenomena named learned
synesthesia of taste and odor. Also some companies have started
developing the foods and beverages with high palatability and low
sodium/sugar for elderly persons and patients, which are applicationof the phenomena named odor-induced taste enhancement. This
group had reported the underlying brain mechanisms with cognitive
factors in these phenomena, and suggested to apply these knowledges into real products. This group continues to develop academic
researches underlying the phenomena in our daily lives and those
application forms collaborating with industrial companies.
In parallel with these researches, this group has started studying thehuman attention and anticipation systems in multimodal cognition incollaboration with Visual Cognition and Systems group and with Advanced Acoustic Information Systems group. Also this group studies
the psychological, biological and neuroscientific mechanisms underlying the human attention and anticipation systems in multimodal
cognition collaborating with School of Arts and Letters, School ofInformation Sciences, School of Life Sciences, Medical School and
Dental School in Tohoku University.

図2

全頭型 NIRS を使った
生理計測

Fig.2 Physiological measurements with whole brain
NIRS.

Laboratory for Brainware Systems
ブレインウェア研究開発施設

スピントロニクス・CMOS 融合脳型集積システム研究室
Spintronics/CMOS Hybrid Brain-Inspired Integrated Systems
Staff
遠藤

哲郎

教授（兼）

Tetsuo Endoh
Professor*

馬

奕涛

助教（兼）

Yitao Ma
Assistant Professor*

Research Activities

21

スピントロニクス・CMOS 融合脳型集積システム
研究分野｜遠藤教授

Spintronics/CMOS Hybrid Brain-Inspired Integrated System(Prof. Endoh)

本研究分野においては、スピントロニクス・CMOS 融合デバイスに関する理解、スピントロニクス・CMOS 融合に基づく回路・アー
キテクチャー設計論、脳型 CMOS 集積回路、及び AI コンピューティ
ング実現のための学理を結集し発展させることによって、スピン
トロニクス・CMOS 融合集積回路の新たな体系を構築し、高機能
且つ超低電力のスピントロニクス・CMOS 融合脳型集積システムの実現を目的としている。そのために、研究全体を「ノイマン型」と「非ノイマン型」の２テーマに分け、これらの間での知見の共有、技術の移管、フィードバックを有機的に行っている。
Society5.0 の実現に向けてヨッタ（1024）バイトを超える超巨大情報が生成されるのみならず、情報の質を加味し人間の思考を支援する AI 情報処理の必要性が増大していく。一方、既存の揮発メモ
リに基づく AI 機能を実装するアプローチは、演算あたりのエネル
ギー効率が非常に悪く、フィジカル空間での適応は困難である。
本研究分野は、実質無限回の情報書換および 3 次元積層が可能な不揮発スピン素子を活用した IoT 向けノイマン型の超低消費電力 AI シ
ステムを目指して、大規模な STT-MRAM マルチコア不揮発連想 AI
システムを提案し、約 40 倍の高消費電力効率及び 3 倍程度の高回路面積密度の性能優位性が実証できた。また、デジタルパルスに基づいたスパイキング・ニューラルネットワークを導入して、時系列処理が実行可能な、且つ、デジタルパルスのロー / ハイ状態に応じた速やかな自動 Sleep-Down/Wake-Up により極低消費電力の性能が実現可能なデジアナ混載非ノイマン型脳型アーキテクチャーを提案・検証をしている。

The Spintronics/CMOS Hybrid Brain-Inspired Integrated Systemgroup aims to concentrate the scientific principle for AI computing,brain-inspired VLSI and spintronics/CMOS hybrid device/circuit/architecture technology, to construct the new system of spintronics/CMOS hybrid VLSIs, and to realize the high functional andultra-low-power spintronics/CMOS hybrid brain- mimicking VLSI
system. For such occasions, the entire research group is well-organized in two separated topic of “von Neumann type” and “nonvon Neumann type” with organical knowledge sharing, technology
transfer and feedback. In order to realize the “Society5.0” next-generation information society, not only the supergiant data generation
over Yotta (1024) byte but also the AI information processing thatappends the quality of information and supports the human thought
become increasingly important. On the other hand, conventional
AI implementation approaches based on volatile memories arevery disadvantageous in power consumption efficiency and not
feasible for practical use. In this group, a “von Neumann type” STTMRAM-based multi-core nonvolatile associative processor system
for IoT applications is realized employing infinitely rewritable and3-Dimension stackable spintronics device, which achieves about 40time higher power efficiency and 3-time higher circuit area efficiency.
Furthermore, the “non von Neumann type” digital-analog hybrid
brain-inspired VLSI is proposed and put to verification adopting digital-pulse-based spiking-neural-networks, which makes it possible
for the time-series processing and ultra-low-power usages based on
fast and autonomically sleep-down/wake-up power control corresponding to the low/high status of digital pulse.

図１ スピントロニクス・CMOS 融合集積回路の新たな体系による高機能且つ超低電力の不揮発脳型集積システムの実現

図 2 大規模な STT-MRAM マルチコア不揮発連想 AI システム、約 40 倍の高消費電力効率及び 3 倍の高回路面積密度優位性が実証

Fig.1 Realization of the high functional and ultra-low-power nonvolatile brain-inspired
system based on the new concept of spintronics/CMOS hybrid VLSIs.

Fig.2 The large-scale STT-MRAM-based multi-core nonvolatile associative AI system with
about 40-time higher power efficiency and 3-time higher circuit area efficiency.

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 75

Fundamental Technology Center
研究基盤技術センター

The purpose of the Spintronics/CMOS Hybrid Brain-Inspired Integrated
System group is to break ground for a new AI approach across from thefundamental science of material and information to the devices, circuits,architecture and software technology for information generating, storing and recognition, based on both the concept of RIEC on realizationof humanity-rich communication and its past achievements on hardware
technology for information and communication. This group aims tostudy the basic technology for high efficient semiconductor integrated
circuit combing the information storage and processing of the AI system together, and to lead and contribute the innovative developmentof high efficient and low power hardware technology for advanced
flexible information processing and recognition like human brain. This
group is trying to develop the novel brain-inspired computing system
realizing the precise and real-time processing for information value
judgment, choice and refusal by consistently evolving the proposal,
design, verification and evaluation of the next-generation AI VLSI architecture, which is able to maximize the power consumption efficiency
benefiting from the high speed and high endurance of the spin-device.

Division for the Establishment of Frontier Sciences
Flexible Information System Center
高等研究機構新領域創成部
やわらかい情報システムセンター

電気通信研究所の人間性豊かなコミュニケーション実現の理念とハードウェア関連技術を中心に蓄えた情報通信分野の実績に基づ
き、材料と情報の基礎科学から、情報を生成・蓄積・認識するためのデバイス、回路、アーキテクチャー、ソフトウェアまでにわたる
新分野の開拓を本研究分野の目的とする。
AI 時代に求められる情報記憶と情報処理が融合し効率的に動かす半導体集積回路に必要な基盤的研究開発を行う本研究分野を設置することで、情報の量から質の変革をフィジカル空間にて実現する。人間のように高度な情報処理・判断を革新的に効率よく且つ低電力で実行できるハードウェア工学分野を牽引し、発展に大きく貢献することを目指す。
本研究分野は、スピンデバイスの高速と高耐性の特徴を活用することにより消費電力効率を最大化できる次世代 AI 集積回路アーキテ
クチャーの提案・設計・検証・評価を一貫して展開し、既存のノイマン型コンピューチィングでは実現が困難な的確な情報価値の決定や取捨選択などの処理をリアルタイムに実装できる新しい脳型コン
ピューチィングを提供する。

IT-21 Center
世紀情報通信研究開発センター

研究活動

機動的研究グループ

Ad-hoc research groups
電気通信研究所の幅広い研究ポテンシャルを生かし、萌芽的・挑戦的な研究や市場のニーズに応じた先端応用研究等を行う、研究所の組織にとらわれず機動的に構成される研究グループである。
Taking advantage of the wide range of research expertise in the institute, ad-hoc research groups are formed outside of the formalorganizational structure to investigate challenging exploratory topics and needs-based, cutting-edge subjects.

多感覚注意研究グループ

Group of multimodal attention

代表

Satoshi Shioiri, Group Leader

塩入

諭

坂本

修一

Shuichi Sakamoto

松宮

一道（情報科学研究科）

Kazumichi Matsumiya (Graduate School of Information Sciences)

坂井信之

Nobuyuki Sakai

山本浩輔

Kosuke Yamamoto

視野の特定の場所に向ける視覚的注意には範囲があることが、また聴覚刺激や触覚刺激に対しても同様の注意効果が知られている。本研究では、それらの注意を統一的に理解するために、定常的視覚（あるいは聴覚／触覚）誘発脳波を利用した同一の実験手続きで、単一感覚および多感覚の注意を計測し、そのモデル化について検討する。

Attention spreads over a limited range in the visual field as the spotlightmetaphor suggests and similar attention effect is known for auditory andtactile perception. We investigate spatial spread of unimodal and multimodal
attention using steady state visual/auditory/tactile evoked potential throughelectroencephalogram (EEG) measurements in order to model attention
modulation for unimodal and multimodal perception.

サイバーフィジカルセキュリティ
研究グループCyber-Physical Security Research Group

代表

本間

尚文

Naofumi Homma, Group Leader

菅沼拓夫（サイバーサイエンスセンター）

Takuo Suganuma (Cyberscience Center)羽生

貴弘

Takahiro Hanyu

大堀淳

Atsushi Ohori

末松憲治

Noriharu Suematsu青木孝文（情報科学研究科）

Takafumi Aoki (Graduate School of Information Sciences)加藤寧（情報科学研究科）

Nei Kato (Graduate School of Information Sciences)

静谷

啓樹（教育情報基盤センター）

Hiroki Shizuya (Center for Information Technology in Education)

曽根秀昭（サイバーサイエンスセンター）

Hideaki Sone (Cyberscience Center)伊藤彰則（工学研究科）

Akinori Ito (Graduate School of Engineering)

大町真一郎（工学研究科）

Shin-ichiro Omachi (Graduate School of Engineering)

西山

Hiroki Nishiyama (Graduate School of Engineering)

大樹（工学研究科）

阿部

亨（サイバーサイエンスセンター）

Toru Abe (Cyberscience Center)

夏井雅典

Masanori Natsui

亀田卓

Suguru Kameda

上野雄大

Katsuhiro Ueno

水木

敬明（サイバーサイエンスセンター）

Takaaki Mizuki (Cyberscience Center)

IoT、M2M、CPS といった次世代情報通信基盤のため、ソフトウェア構成理論、システムセキュリティ、
ハードウェアセキュリティ、回路アーキテクチャおよび次世代プロセッサを専門とする研究者による垂直統合的なアプローチにより、膨大かつ多様な情報発生源（センサ端末などのデバイスハードウェア）のレベルからシステムの安全性・信頼性を担保する
情報セキュリティ技術の確立を目指す。

76 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

For the next-generation information and communication infrastructures
such as IoT, M2M, and CPS, we aim to developing information security technologies to ensure security and reliability at the level of vast and diverse information sources (i.e., embedded devices such as sensor terminals) in a vertically integrated manner from the viewpoints of software constitutive theory,
system security, hardware security, circuit architecture and next-generation
micro processor.

脳型ナノデバイス・回路研究グループ

Brainmorphic Nano-Devices and Circuits
Research Group

代表

堀尾

喜彦

Yoshihiko Horio, Group Leader

佐藤茂雄

Shigeo Sato

深見俊輔

Shunsuke Fukami

羽生貴弘

Takahiro Hanyu

夏井雅典

Masanori Natsui

平野愛弓

Ayumi Hirano

山本

英明

Hideaki Yamamoto

近年、脳型ハードウェアの研究が盛んであるが、未だ真の脳型には程遠く、大きなブレークスルーには至っていない。そこで、脳の最新の生理学的知見に基づき、特に脳における生物物理やダイナミクス
を、ナノデバイスや微細低消費電力集積回路の物理とダイナミクスを活用して再現する、新しい脳型情報処理アーキテクチャの開発とその集積回路による実装を目指す。

Brain-inspired hardware systems have been actively developed recently.
However, a big break-through to the true brainmorphic system has not beenreached yet.
This research group aims at development and implementation of novel
brainmorphic computational hardware that reproduces the bio-physics anddynamics in the brain directly through dynamics and physics of nano-devices and ultra-low-power integrated circuits based on the latest physiologicalknowledge.

AI クローン研究開発グループ

AI Clone Research & Development Group代表

Satoshi Shioiri, Group Leader

塩入
張山

諭
昌論（情報科学研究科）

Masanori Hariyama (Graduate School of Information Sciences)

鈴鴨よしみ（医学系研究科）

Yoshimi Suzukamo (Graduate School of Medicine)

羽鳥

Yasuhiro Hatori

康裕

AI 技術と仮想現実技術に認知科学的知見を取り入れることで、多様な個人の認知／行動特性をモデル化した AI クローンを実現し、それを仮想現実技術に適用することで他者による追体験を可能となるシス
テム（AR インターフェース）の開発を検討する。AI
クローン及び AR インターフェースにより、人が他者の視点を体験することで、両者のコミュニケーショ
ン／情報伝達／相互理解の高度化を実現する新たなコミュニケーション技術の開発を目指す。

The aim of the group is to realize “AI clone”, which is the model of recognition and action characteristics of a person, by adopting knowledge ofthe cognitive science in an AI technology. AI clone is to enable others to
re-experience the target person’s recognition and action with virtual reality
technologies. Our goal is to develop the new communication technology to
improve mutual understanding among people with differences in a variety of
aspects, using AI clone and AR interface.

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 77

やわらかい情報システムセンター
Flexible Information System Center○情報の収集・組織化・利用・発信及び研究支
援環境の構築○ネットワークの高度な保守・管理・運用○研究所の情報ネットワークおよび情報システ
ムに関する技術的支援• Information collection, organization, dispatching, utilization and research support environment• Advanced maintenance, management andoperation of network• Technical supports for information network andsystems in the instituteFlexible Information System Center

やわらかい
情報システムセンター
研究基盤技術センター
Fundamental Technology Center○機械加工、理化学計測、材料加工、情報管理のための様々な技術の提供○ローカルネットワークの保守○研究所の安全に対する技術支援• Providing of technical skills of machining,
physical and chemical measurements, material
processing, and information management• Maintaining of the in-house network of the institute• Technical supports for safety and security of
the institute

安全衛生管理室Management Office for Safety and Health○研究所内の安全衛生管理体制、作業環境などの点検、および改善の支援○安全衛生関係の法令の調査および安全衛生管理に関する情報の収集○各部署の安全管理担当者へのアドバイスや情報の提供○職員および学生を対象とした各種安全教育の実施○学内の他部局や監督官庁との連絡調整• Inspection of and assistance in improving thesafety and health management system andworking environment within the institute• Investigation of laws related to safety andhealth and collection of information regarding
safety and health management• Provision of advice and information to safety
and health personnel in each department• Implementation of various types of safety education targeted at staff and students• Liaison and coordination with the supervisory
authority and other departments on campus

研究基盤
技術センター

Fundamental Technology Center

Management Office for Safety and Health

安全衛生管理室Flexible Information System Center

Staff
大堀

淳

センター長（教授）

菅沼

拓夫

教授（兼）

北形

Atsushi Ohori
Professor

Takuo Suganuma
Professor*

元

Gen Kitagata

准教授（兼）

Associate Professor*

佐藤

Masahiko Sato

正彦

Technical Staff

太田Kenji Ota

憲治

技術職員

21

Technical Staff

The present information systems represented by computers
are inflexible systems, because their uses are predefined andthey provide only the fixed processing and functions. The flexible information system on the other hand, is a system which
can perform the flexible information processing adapted tothe human intention and situation of its environment beyond
the limitations of the principles of the inflexible information
processing. The aims of this center are to manage and operate information networks and systems based on the conceptof the flexible information system, and support smooth research activities of RIEC.
Moreover, utilizing technical know-how acquired through applying the information networks and systems to practical use,
we also design and construct a leading-edge system for advanced organization, utilization, administration, operation anddispatching of scientific information.

Division for the Establishment of Frontier Sciences
Flexible Information System Center
高等研究機構新領域創成部
やわらかい情報システムセンター

現在のコンピュータに代表される情報システムは、前もって決められた使い方で固定的な処理や機能のみを提供するいわゆる「かたい」システムである。本センターの目的は、これまでの「かたい」
情報処理原理を超えて、人間の意図や環境に合わせて柔軟な情報処理を行い、柔軟な人間の思考に対応できるような「やわらかい」
情報処理の考え方に基づき、通研所内の円滑な研究活動を支えるための情報ネットワーク、および情報システムを管理・運用することにある。
また、情報ネットワーク、および情報システムの実際面への適用を通じて得たノウハウを活用し、学術情報の高度な組織化、利用、管理・運用、発信などのための先進的なシステムを設計・構築を行っている。

IT-21 Center
世紀情報通信研究開発センター

技術職員

Laboratory for Brainware Systems
ブレインウェア研究開発施設

やわらかい
情報システムセンター

Fundamental Technology Center
研究基盤技術センター

プリンター出力室

Printer Room

情報機器室

Server Room

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 79

Laboratory for Brainware Systems
ブレインウェア研究開発施設

研究基盤技術センター
Staff
佐藤

茂雄

佐藤

信之

Shigeo Sato

センター長（教授） Director, Professor

助教

末永

保 Tamotsu Suenaga 丸山

技術職員

Technical Staff

真帆 Maho Abe

技術職員

Technical Staff

IT-21 Center
世紀情報通信研究開発センター

阿部

健人 Kento Abe

技術職員

由子 Yuko Maruyama

技術職員

丹野

Technical Staff

太田

Technical Staff

正彦 Masahiko Sato

前田

憲治 Kenji Ota

技術職員

技術職員

Technical Staff

伊織 Iori Morita

技術職員

Technical Staff

Technical Staff

泰明 Yasuaki Maeda

技術職員

小野

柳生

寛幸 Hiroyuki Yagyu

技術職員

Technical Staff

健徳 Takenori Tanno 武者

技術職員

Technical Staff佐藤森田Nobuyuki Sato
Assistant Professor

阿部21

Fundamental Technology Center

Technical Staff

倫正 Michimasa Musya

技術職員

関谷

Technical Staff

佳奈 Kana Sekiya

技術職員

庄子

Technical Staff

康一 Koichi Shoji

技術職員

Technical Staff

力摩 Rikima Ono

技術職員

Technical Staff

Division for the Establishment of Frontier Sciences
Flexible Information System Center
高等研究機構新領域創成部
やわらかい情報システムセンター

電気通信研究所においては、基礎科学から応用通信工学に広がる幅
広い学問領域において先駆的な研究がこれまでになされてきた。伝
統的には、技術職員は卓越した技量と経験を通してこれらに貢献してきた。将来に向かってこのような貢献が加速されるために、全ての技術職員と一名の助教が加わった研究技術基盤センターが2007年に設立された。センターは以下の４技術部を通して、機械工作
や、理化学計測、材料加工、情報管理のための様々な技術を提供している。
工作部は先導的な機械工作技術を提供している。研究室の要求を満たす実験機器（図１）の提供が可能である。また、機械工作を行う
教職員や学生への指導も行っている。評価部は、X線回折装置（図２）や電子ビーム蛍光Ｘ線元素分析装置（図３）のような評価・計測装置の提供を行う。ガラス工作品の提供も可能である。また、寒剤の供給を受け持っている。プロセス部は、ナノ・スピン実験施設
共通部と協力して、電子線リソグラフィー技術、光リソグラフィ技術、イオンビーム加工解析技術を提供している。また、クリーンル
ームの運転管理を行っている。情報技術部は、やわらかい情報シス
テムセンターと協力して、研究所内のネットワークを運営すると共に共通利用の情報機器の管理を行っている。加えて、本研究所で生まれた革新的な技術を世界に発信していく際に重要な、知的財産に関する情報の収集と管理に従事している。

図1 蛍光測定用テフロンチャンバー

Fundamental Technology Center
研究基盤技術センター

Figure 1 Teflon chamber for
fluorescence measurements

Pioneering studies in research areas from basic sciences to applied communication technologies have been performed at thisinstitute. Technical staffs have traditionally contributed to these
efforts through the use of their well-established skills, experience, and knowledge. To accelerate such contributions in the
future, a fundamental technology center encompassing all technical staffs and an assistant professor was established in 2007.
This center provides technical skills of machining, physical andchemical measurements, materials processing, and information
management through the following four divisions.
The machine shop division focuses on advanced machining
techniques and supplies the experimental apparatus (e.g., see
Fig.1.) that are required by different laboratories. This divisionalso provides machining instructions to the students and faculty
members who pursue machining independently. The evaluation
division offers various evaluation and measurement instruments
such as X-ray diffractometer (see Fig.2) and electron probe X-ray
micro analyzer (see Fig.3). Glass processing techniques can also
be provided. In addition, this division is responsible for supplying cryogen. The processing division offers electron beamlithographic techniques, photolithographic techniques andfocused-ion beam processing techniques in cooperation withthe cooperation section of the Laboratory for Nanoelectronics
and Spintronics. This section also manages clean rooms for experiments. Finally, the information technology division operates
the in-house network of the institute and manages commonlyused information equipment in cooperation with the Flexible
Information System Center. In addition, this division engages in
the collection and management of intellectual property-related
information.

図3 電子ビーム蛍光
X線元素分析装置
図2 X線回折装置

Figure 2 X-ray diffractometer (XRD)

80 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

Figure 3 E l e c t r o n
Probe X-ray
Micro Analyzer (EPMA)

Staff石山

和志

Kazushi Ishiyama室長（教授）

Manager, Professor

上原

Yoichi Uehara

洋一

副室長（教授）Deputy Manager, Professor

佐藤Nobuyuki Sato

信之

助教

阿部

Assistant Professor

真帆

技術職員

Maho Abe
Technical Staff

安全衛生管理室は研究所で働く職員や学生の安全と健康を維持することを目的とした組織である。研究所における研究活動においては、薬品、高圧ガス、放射線などが使われており、危険性を伴う作業が少なくない。安全衛生管理室では所内での研究活動が安全かつ円滑に行われるように、各種活動を通して研究室や実験施
設、工場等の安全衛生管理のサポートを行っている。
研究所の組織は、管理組織である所長および教授会、研究活動を行っている各研究室、その支援組織である実験施設や付属工場および事務機構からなる。所長および教授会が研究所全体の運営管理を行い、個々の研究室および施設等の運営管理は管理担当者である教授、運営委員会などが行っている。
安全衛生管理においては、所長、研究所の職員、産業医から構成される安全衛生委員会が所内の安全衛生管理体制の整備や安全衛生に関するさまざまな事項を審議し、所長および教授会に勧告を行う。所長および教授会は勧告の内容にしたがって方針を決定し、各研究室、施設などが安全衛生管理の実際の作業を行うことになる。
安全衛生管理室は研究所での研究活動が安全かつ快適に行われるよう活動している。

The Management Office for Safety and Health is an organization with the objective of maintaining the safety and health ofstaff and students working at the institute. The use of chemicals, high-pressure gas and radiation in research activities
at the institute entails many risks. The Management Officefor Safety and Health provides support for safety and healthmanagement in facilities such as research laboratories, experimental facilities, and machine shops through activities to ensure that research activities within the institute are conductedsafely and smoothly.
With respect to safety and health management, the Safety
and Health Committee, comprising the Director, staff at theinstitute and industrial physicians, discusses matters related
to safety and health and the maintenance of the safety andhealth management system at the institute, and submits recommendations to the Director and Faculty Council. The Director and Faculty Council then finalize guidelines as advised by
the contents of these recommendations. The guidelines arethen implemented into actual safety and health management
operations at each of the facilities such as research laboratories.
The Management Office for Safety and Health operates toensure safety and convenience in research activities at the institute.

安全衛生講習会

Safety and health seminar

高圧ガス保安講習会

High-pressure gas seminar

応急手当講習会

First aid seminar

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 81

Management Office for Safety and HealthManagement Office for Safety and Health

安全衛生管理室

安全衛生管理室

研究活動

Research Activities
東北大学電気通信研究所工学研究会
東北大学電気通信研究所、大学院工学研究科、情報科学研究科、および医工学研究科の電気情報・また関係ある学内外の研究者、技術者が相互に連絡し、協力し合うことによって学問的、技術的諸問題を解決し、研究開発を推進することを目的として工学研究会が設立されている。そのため、専門の分野に応じて次のような分科会を設けて、研究及び技術的な諸問題について発表、討論を行っている。発表された研究の一部は東北大学電通談話会記録に抄録されている。
研究会には、全国から大学の研究者はもちろん、官公庁とその研究機関、産業界などの関係者が出席し、研究発表と討論を活発に行っている。研究内容、その他について関心を持たれる方の照会を歓迎している。問い合わせは全般のことについては総幹事、分科会の事項についてはそれぞれの分科会主査宛に寄せられたい。

Study Groups on Electrical Communication
Study Groups on Electrical Communication are organized
to solve scientific and technological problems and to promoteresearch and development through the collaboration of the
Research Institute of Electrical Communication, Group of ECEI(Electrical Engineering, Communication Engineering, Electronic
Engineering, and Information Engineering) in Graduate Schoolsof Engineering, Information Sciences, Biomedical Engineering,
related scientists and engineers inside and outside Tohoku University. The Study Groups on Electrical Communication consist of
15 Sub-Groups as listed, to deal with specific subjects. Each SubGroup holds workshops and the abstracts of the workshops are
published annually in The Record of Electrical and Communication Engineering Conversazione Tohoku University.
Many scientists and engineers not only from universities but
also from government laboratories and industries attend theworkshops, present papers, and discuss issues very actively. We
are pleased to provide information on these activities upon request. Please contact the General Chairman or each Sub-Group
Chairman for general information or more specific questions.

研究会
Title of Sub-Group
伝送工学研究会
Electromagnetic and Optical Waves Engineering

スピニクス研究会
Spinics

音響工学研究会
Acoustic Engineering

ニューパラダイムコンピューティング研究会
New Paradigm Computing

仙台“プラズマフォーラム”（旧名称：プラズマ研究会）
Sendai "Plasma Forum"

超音波エレクトロニクス研究会
Ultrasonic Electronics

EMC 仙台ゼミナール
Sendai Seminar on EMC

ブレインウェア工学研究会
Brainwareコンピュータサイエンス研究会
Computer Science

情報・数物研究会
Mathatical Physics and its Application to Information Science

システム制御研究会
Systems Control

生体・生命工学研究会
Biocybernetics and Bioinformatics

情報バイオトロニクス研究会
Information-biotronics

ナノ・スピン工学研究会
Nanoelectronics and Spitronics

82 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

東北大学電気通信研究所シンポジウム
本シンポジウムは電気・通信・電子及び情報工学の分野における最先端の重要な諸課題について全国の研究者を迎えて相互に情報を交換し、討議することを目的として企画されたものである。特に平成8年度からはCOE（Center of Excellence）経費による国際シンポジウムを開催できるようになり、従来の通研シンポジウム（昭和39年～平成9年 37回開催）を統合し、通研国際シンポジウムと名称を変更した。

Symposiums Organized by the InstituteThis Symposium is planned to exchange relevant information
on current important topics concerning Electrical Eng., ElectricalCommunications, Electronic Eng., and Information Eng. Many related researchers inside and outside Tohoku University participate
in the Symposium and stimulate discussion.

電気通信研究所国際シンポジウム
International Symposium organized by the Institute1

高温超伝導単結晶の固有ジョセフソン効果とTHz帯プラズマ振動
Intrinsic Josephson Effect and THz Plasma Oscillation in High Tc Superconductors

Feb. 23-25, 19972

脳の情報原理に基づくブレインアーキテクチャの設計・制作
Design and Architecture of Information Processing Systems Based on The Brain Information Principle

Mar. 16-18, 1998

3

ミリ波革新技術とその応用
Novel Techniques and Applications of Millimeter-Waves

Dec. 14-16, 1998

4

Siエピタキシーとヘテロ構造に関する国際合同会議
The International Joint Conference on Silicon Epitaxy and Heterostructures

Sep. 13-17, 1999

5

フォトニック結晶構造国際会議
International Workshop on Photonic and Electromagnetic Crystal Structures

Mar. 8-10, 2000

6

半導体スピン物性の基礎と応用
Physics and Application Spin Related Phenomena in Semiconductors

Sep. 13-15, 2000

7

証明と計算における書き換え技法
Rewriting in Proof and Computation

Oct. 25-27, 20018

非線形理論とその応用
Nonlinear Theory and its Applications

Oct. 28-Nov. 1, 2001

9

ニューパラダイムVLSIコンピューティング
New Paradigm VLSI Computing

Dec. 12-14, 2002

10

超高密度スピニックストレージシステム
Ultra High Density Spinic Storage System

Oct. 23-24, 200311

第3回SiGeC国際ワークショップ
3rd International Workshop on New Group IV (Si-Ge-C) Semiconductors

Oct. 12-13, 2004

12

第3回高周波マイクロデバイス・材料国際ワークショップ
3rd International Workshop on High Frequency Micromagnetic Devices and Materials (MMDM3)

Apr. 11-12, 2005

13

第4回Si エピタキシーとヘテロ構造に関する国際会議（ICSI-4）
4th International Conference on Silicon Epitaxy and Heterostructures (ICSI-4)

May 23-26, 2005

14

第1回新Ⅳ族半導体ナノエレクトロニクス国際ワークショップ
1st International WorkShop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics

May 27-28, 200515

東北大学情報科学研究科国際シンポジウム 新時代の情報科学：脳、心および社会
GSIS International Symposium on Information Sciences of New Era: Brain, Mind and Society

Sep. 26-27, 2005

16

第1回スピントロニクス国際ワークショップ
The 1st RIEC International Workshop on Spintronics -Spin Transfer Phenomena-

Feb. 8-9, 2006

17

第4回高周波マイクロ磁気デバイス・材料国際ワークショップ
4th International Workshopn on High Frequency Micromagnetic Devices and Materials (MMDM4)

May 8, 200618

第4回半導体におけるスピン関連現象の物理と応用に関する国際会議
4th International Conference on Physics and Applications of Spin-Related Phenomena in Semiconductors (PASPS-IV)

Aug. 15-18, 2006

19

第2回新Ⅳ族半導体ナノエレクトロニクス国際ワークショップ
2nd International Workshop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics

Oct. 2-3, 200620

第2回スピントロニクス国際ワークショップ
2nd RIEC International Workshop on Spintronics

Feb. 15-16, 2007

21

日中音響学会議2007
Japan-China Joint Conference on acoustics, JCA2007

Jun. 4-6, 200722

アルゴリズム論的学習理論および発見科学に関する合同国際会議
International Conference on Discovery Science / International Conference on Algorithmic Learning Theory

Oct. 1-4, 200723

第3回スピントロニクス国際ワークショップ
The 3rd RIEC International Workshop on Spintronics

Oct. 31-Nov. 1, 2007

24

第3回新Ⅳ族半導体ナノエレクトロニクス国際ワークショップ
3rd International Workshop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics

Nov. 8-9, 200725

第1回ナノ構造＆ナノエレクトロニクス国際ワークショップ
International Workshop on Nanostructures & Nanoelectronics

Nov. 21-22, 200726

第18回アルゴリズムと計算に関する国際会議
The 18th International Symposium on Algorithms and Computation (ISAAC2007)

Dec. 17-19, 200727

気相－液相プラズマに関する学際的国際シンポジウム
International Interdisciplinary-Symposium on Gaseous and Liquid Plasmas (ISGLP 2008)

Sep. 5-6, 2008

28

第4回新Ⅳ族半導体ナノエレクトロニクス国際ワークショップ
4th International Workshop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics

Sep. 25-27, 200829

第4回スピントロニクス国際ワークショップ
The 4rth RIEC International Workshop on Spintronics

Oct. 9-10, 2008

30

ミリ波シンポジウム
GSMM 2009 (Global Symposium on Millimeter Waves 2009)

Apr. 20-22, 2009

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 8331

マルチモーダル知覚に関する通研ミニワークショップ
Mini R.I.E.C. workshop on multimodal perception

Apr. 24-25, 200932

第4回超高速フォトニックテクノロジーに関する国際シンポジウム
The 4th International Symposium on Ultrafast Photonic Technologies

Aug. 4-5, 200933

第20回パーソナル、室内、移動体無線通信シンポジウム
PIMRC2009 (Personal Indoor and Mobile Radio Communications Symposium 2009)

Sep. 13-16, 200934

第2回RIEC-CNSIナノエレクトロニクス・スピントロニクス・フォトニクスに関する国際ワークショップ（第5回スピントロニクス国際ワークショップ）
2nd RIEC-CNSI Workshop on Nanoelectronics, Spintronics and Photonics (5th RIEC Symposium on Spintronics)

Oct. 22-23, 200935

空間音響の原理と応用に関する国際シンポジウム
International workshop on the principles and applications of spatial hearing 2009 (IWPASH2009)

Nov. 11-13, 200936

第5回新IV族半導体ナノエレクトロニクスワークショップ
5th International Workshop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics

Jan. 29-30, 2010

37

第6回RIECスピントロニクス国際ワークショップ
6th RIEC International workshop on Spintronics

Feb. 5-6, 201038

第2回ナノ構造とナノエレクトロニクスに関する国際ワークショップ
2nd International Workshop on Nanostructure & Nanoelectronics

Mar. 11-12, 201039

グラフェンのデバイス応用に関する通研国際シンポジウム
2nd RIEC International Symposium on Graphene Devices (ISGD2010)

Oct. 27-29, 201040

第9回日韓表面ナノ構造シンポジウム
9th Japan-Korea Symposium on Surface Nanostructures (JKSSN9)

Nov. 15-16, 2010

41

第7回RIECスピントロニクス国際ワークショップ
The 7th RIEC International Workshop on Spintronics

Feb. 3-4, 2011

42

第12回国際多感覚研究フォーラム
12th International Multisensory Research Forum (IMRF 2011)

Oct. 17-20, 2011

43

第8回RIECスピントロニクス国際ワークショップ
8th RIEC International Workshop on Spintronics

Feb. 2-3, 201244

第6回国際シンポジウム メディカル・バイオ・ナノエレクトロニクス
6th International Symposium on Medical, Bio-and Nano-Electronics

Mar. 8, 201245

第3回ナノ構造とナノエレクトロニクスに関する国際ワークショップ
3rd International Workshop on Nanostructures and Nanoelectronics

Mar. 21-22, 2012

46

第9回RIECスピントロニクス国際ワークショップ
9th RIEC International Workshop on Spintronics

May 31-Jun. 2, 201247

第1回スマートテクノロジ国際ワークショップ
The 1st International Workshop on Smart Technologies for Energy, Information and Communication (STEIC2012)

Oct. 18-19, 201248

TU Dresden and Tohoku University Symposium 2012
Technical University of Dresden and Tohoku University Symposium 2012

Nov. 2, 201249

第1回脳機能と脳型計算機に関する通研国際シンポジウム
The 1st RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer

Nov. 15-16, 201250

東北大学－ハーバード大学ジョイントワークショップ
Tohoku – Harvard Joint WorkshopNew Directions in Materials for Anoelectronics, Spintronics and Photonics (10th RIEC International Workshop on Spintronics)

Jan. 15-16, 201351

第11回RIECスピントロニクス国際ワークショップ
11th RIEC International Workshop on Spintronics & 3rd CSIS International Symposium on Spintronics-based VLSIs

Jan. 31-Feb. 1, 201352

メディカル・バイオ・ナノエレクトロニクス第7回国際シンポジウム
7th International Symposium on Medical, Bio- and Nano-Electronics

Mar. 7, 2013

53

第6回ミリ波シンポジウム
6th Global Symposium on Millimeter Wave 2013

Apr. 21-23, 201354

第2回脳機能と脳型計算機に関する通研国際シンポジウム
The 2nd RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer

Feb. 21-22, 201455

メディカル・バイオ・エレクトロニクス第8回国際シンポジウム
8th International Symposium on Medical, Bio- and Nano-Electronics

Mar. 6-7, 201456

第5回ナノ構造とナノエレクトロニクスに関する国際ワークショップ
5th International Workshop on Nanostructures and Nanoelectronics

Mar. 6-7, 201457

第12回RIECスピントロニクス国際ワークショップ
12th RIEC International Workshop on Spintronics

Jun. 25-27, 2014

58

電子レンジマグネティック2014に関するIEEE国際会議
The IEEE International Conference on Microwave Magnetics 2014

Jun. 29-Jul. 2, 2014

59

RIEC国際シンポジウム 知覚とコミュニケーション
RIEC International Symposium on Perception and Communication

Jul. 24, 201460

2014アジア太平洋マイクロ波会議
APMC 2014 (2014 Asia-Pacific Microwave Conference)

Nov. 4-7, 201461

脳機能と脳コンピュータに関する第3回RIEC国際シンポジウム
The 3rd RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer

Feb. 18-19, 201562

ブレインウェアLSIに関する国際シンポジウム
International Symposium on Brainware LSI

Mar. 2-3, 2015

63

第9回メディカル・バイオ・ナノエレクトロニクスに関する国際シンポジウム
The 9th International Symposium on Medical, Bio- and Nano-Electronics

Mar. 2-4, 2015

64

第6回ナノ構造とエレクトロニクスに関する国際ワークショップ
The 6th International Workshop on Nanostructures and Nanoelectronics

Mar. 2-4, 2015

65

RIEC国際シンポジウム ビジョンと認知
RIEC International Symposium on Vision and Cognition

Mar. 20, 2015

66

国際色覚学会 第23回シンポジウム
The 23rd Symposium of the International Colour Vision Society (ICVS 2015)

Jul. 3-7, 2015

67

コンピュータグラフィックスとインタラクティブ技術の新展開
RIEC International Symposium on Computer Graphics and Interactive Techniques: New Horizon

Sep. 26-27, 201584 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

68

第13回RIECスピントロニクス国際ワークショップ
13th RIEC International Workshop on Spintronics

Nov. 18-20, 201569

脳機能と脳コンピュータに関する第4回RIEC国際シンポジウム
The 4th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer

Feb. 23-24, 201670

ブレインウェアLSIに関する国際シンポジウム
International Symposium on Brainware LSI

Feb. 26-27, 2016

71

第10回メディカル・バイオ・ナノエレクトロニクスに関する国際シンポジウム
The 10th International Symposium on Medical, Bio- and Nano- Electronics

Mar. 1-3, 2016

72

第7回ナノ構造とナノエレクトロニクスに関する国際ワークショップ
The 7 th International Workshop on Nanostructures and Nanoelectronics

Mar. 1-3, 201673

超臨場感音響相互通信に関する国際シンポジウム
RIEC International Symposium on Ultra-Realistic Interactive Acoustic Communicatrions 2016

May. 20-21, 201674

第5回テラヘルツデバイス・技術の基礎・応用問題に関するロシア－日本－ＵＳＡ－ヨーロッパシンポジウム（テラヘルツデバイス・技術の基礎・応用問題に関するRIEC国際シンポジウム）
RJUSE TeraTech-2016: The 5th Russia-Japan-USA-Europe Symposium on Fundamental & Applied Problems of Terahertz Devices & Technologies(RIEC International Symposium on Fundamental & Applied Problems of Terahertz Devices & Technologies)

Oct. 31-Nov. 4, 201675

ディペンダブルワイヤレスワークショップ2016
Dependable Wireless Workshop 2016

Nov. 9-10, 201676

第14回RIECスピントロニクス国際ワークショップ
14th RIEC International Workshop on Spintronics

Nov. 17-19, 201677

ブレインウェアLSIに関する国際シンポジウム
The 4th RIEC International Symposium on Brainware LSI

Feb. 24-25, 201778

第5回脳機能と脳コンピュータに関するRIEC国際シンポジウム
The 5th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer

Feb. 27-28, 201779

RIEC医用光工学国際ワークショップ2017
RIEC International Workshop on Biomedical Optics 2017

Mar. 6, 201780

第8回ナノ構造とナノエレクトロニクスに関する国際ワークショップ
The 8th RIEC International Workshop on Nanostructures and Nanoelectronics

Mar. 6-7, 201781

2017年RIECロシア―日本合同マイクロ波国際ワークショップ
RIEC Russia-Japan Joint International Microwave Workshop 2017

Oct. 19-20, 201782

フォトニクスと光通信に関する国際シンポジウム
International Symposium on Photonics and Optical Communications (ISPOC 2017)

Oct. 25-26, 201783

エクスペアレンスデザインと認知科学に関する通研国際シンポジウム
RIEC International Symposium on Experience Design and Cognitive Science (The Second ACM SIGCHI Asian Symposium)

Nov. 18-19, 201784

第15回スピントロニクスに関する通研国際ワークショップ
15th RIEC International Workshop on Spintronics

Dec. 13-14, 201785

第6回脳機能と脳コンピュータに関するRIEC国際シンポジウム
The 6th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer

Feb. 1-2, 201886

ブレインウェアLSIに関する国際シンポジウム
The 5th International Symposium on Brainware LSI

Feb. 23-24, 201887

第9回ナノ構造とナノエレクトロニクスに関する国際ワークショップThe 9th International Workshop on Nanostructures and Nanoelectronics

Mar. 1-2, 201888

磁性材料と磁気デバイスに関する日韓シンポジウム
Japan-Korea International Symposium on Magnetic Devices and Materials

Aug. 24, 201889

ユニバーサル音コミュニケーション国際シンポジウム2018
International Symposium on Universal Acoustical Communication 2018

Oct. 22-24, 201890

2018アジアワイヤレス電力伝送ワークショップ(AWPT2018)
Asian Wireless Power Transfer Workshop (AWPT2018)

Nov. 2-4, 201891

通研国際シンポジウム：第3回グラフェンと関連する二次元材料に関する日欧フラッグシップワークショップ
RIEC International Symposium: 3rd Japan-EU Flagship Workshop on Graphene and Related 2D Materials

Nov. 19-21, 201892

第2回東北大学/国立台湾大学連携シンポジウム ー人工知能と人間科学の学際的研究ー
The 2nd Tohoku-NTU U Symposium on Interdisciplinary AI and Human Studies

Nov. 24, 201893

第14回知的情報ハイディングとマルチメディア信号処理に関する国際会議
The 14th International Conference on Intelligent Information Hiding and Multimedia Signal Processing (IIH-MSP2018)

Nov. 26-28, 201894

ヒューマンコンピュータインタラクションに関する国際シンポジウム
RIEC International Symposium on Human-Computer Interaction (The Third ACM SIGCHI Asian Symposium)

Dec. 12-13, 201895

第16回スピントロニクスに関する通研国際ワークショップ
16th RIEC International Workshop on Spintronics

Jan. 9-10, 201996

第7回脳機能と脳型計算機に関する通研国際シンポジウム
The 7th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer

Feb. 22-23, 201997

ブレインウェアLSIに関する国際シンポジウム
The 6th International Symposium on Brainware LSI

Mar. 1-2, 201998

第10回ナノ構造とナノエレクトロニクスに関する国際ワークショップ
The 10th International Workshop on Nanostructures and Nanoelectronics

Mar. 6-7, 201999

第12回ミリ波グローバルシンポジウム
12th Global Symposium on Millimeter Waves 2019 (GSMM2019)

May. 22-24, 2019100

第16回最新情報通信技術に関する国際ワークショップ
The 16th International Workshop on Emerging ICT

Oct. 31-Nov. 2, 2019101

第17回スピントロニクスに関する通研国際ワークショップ
17th RIEC International Workshop on Spintronics

Dec. 3-6, 2019102

ヒューマンコンピュータインタラクションに関する国際シンポジウム
RIEC International Symposium on Human-Computer Interaction - Welcome CHI 2021, thinking of the future of HCI together -Jan. 24-25, 2020103

第8回脳機能と脳型計算機に関する通研国際シンポジウム
The 8th RIEC International Symposium on Brain Functions and Brain Computer

Feb. 13-15, 2020

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 85

出版物
1

Periodicals Published by the Institute

東北大学電通談話会記録

1

The Record of Electrical and Communication Engineering
Conversazione Tohoku University

本誌は電気通信研究所、大学院工学研究科、情報科学研究科および医工学研究科の電気・情報系などにおける研究成果の発表の場の一つである。また、機関の研究活動を広く知らせることも目的の一つとしてあり、この趣旨から、最終講義、通研シンポジウムの内容紹介、分野展望招待論文、修士論文抄録などを随時掲載している。
本誌が電通談話会記録と呼ばれるようになったのは、大正の終り頃から毎週1回開かれていた東北大学電気工学科の火曜談話会に由来している。この研究発表会で配付された謄写版のプリントがいろいろのルートを経て外部の関係研究者に時々配付され、公刊物の論文に東北大学電気火曜談話会記録として引用されるようになり、次第に公式出版物として扱われるようになった。
戦争のため一時中断したが、戦後昭和23年頃から復活し、再び活発な討論を繰返すようになった。昭和27年度から本研究所が電気工学科から継承して定期刊行物として出版することになり、昭和27年7月に21巻第一号（巻は通巻）を発行して以来年2～3回、75巻以降は年2回の出版を続けている。

This journal aims at providing an opportunity to publish research results of the Institute as well as the result of the Graduate
Schools of Engineering, Information Sciences, Biomedical Engineering. Since the journal also aims at publishing general research
activities of the Institute and of the Graduate Schools such asrecords of the final lectures of retiring professors, records of theInstitute Symposium, and reviews.
The name of the Journal `Conversazione´ is attributable to the`Tuesday Conversazione´ at the Department of Electrical Engineering, which had been held once a week on Tuesday since around1920. Minutes of the meetings had been distributed to researchers outside of the University via various routes and therefore someof them had been referred to as `Records of Tuesday ElectricalEngineering Conversazione Tohoku University´ with the resultthat they came to be treated as official publications. Though themeeting was once interrupted by World War Two, it was restarted
in 1947. In 1952, the publication of the records was succeeded by
the Institute and the records have been published as periodicals,
two times a year recently, since No. 1 Vol. 21 was published in July,
1952.

2

2

東北大学電気通信研究所研究活動報告

本誌は、電気通信研究所が平成6年に全国共同利用研究所として改組したことを契機として、研究所の毎年度の活動状況を広く社会に報告するため、平成7年7月に創刊されたものである。
その内容は、各部門、附属実験施設などの自らの研究活動報告と、共同プロジェクト研究、国際活動など各種共同研究の活動報告、及び通研シンポジウム、各工学研究会活動、通研講演会など各種集会に関する報告と、それらの活動報告に基づく自己評価と外部評価からなっている。また平成19年度より、その英語ダイジェスト版であるAnnual Reportも出版している。

86 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

The Annual Report of Research Activity at the ResearchInstitute of Electrical Communication, Tohoku University

Published annually since 1995. This report details the activitiesof each research division and research facility. Also included arereports on nation-wide cooperative research projects, international symposium and seminars organized by members of RIEC, andthe reports and evaluation on the RIEC advisory board members.
English version is also available since 2007.

教育活動

Educational Activities
東北大学電気通信研究所は、研究活動のみならず教育活動においても、大学院工学研究科、情報科学研究科および医工学研究科の電気・情報系と密接な協力関係を保っており、教員は電気・情報各系講座の兼務教員として、大学院および学部学生の教育に参画している。各研究分野には、電気・情報系の大学院生と学部4年生が所属して研究を行っている。現在研究所に所属している大学院生は後期課程29名、前期課程141名、学部4年生は53名である。
この他に、受託研究員、研究所等研究生、日本学術振興会の特別研究員や外国人特別研究員、民間等の共同研究員が研究所の活動に加わっている。

ワークショップでの発表風景

Presentation scene at a workshop

RIEC is keeping close contact with the School of Engineering,
Graduate School of Information Sciences, and Graduate Schoolof Biomedical Engineering. All faculty members of RIEC holdpositions in these schools and have courses for graduate andundergraduate students. Students also have chances to join the
research groups in RIEC. In 2020, 53 undergraduate students,141
master course students, and 29 doctor course students are studying at RIEC.
RIEC also receives many visiting professors, visiting scholars,
visiting students, and postdoc researchers from all over the world.

研究室ゼミ

Seminar scene at a laboratory

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 87

国際活動International Activities
本研究所の教員は、国際的学術誌の編集委員やレフリー、国際会議の組織委員や論文委員、あるいは国際ジャーナルへの論文投稿など、多枝の活動分野で世界の工学と科学の進展に貢献している。本研究所が電子工学、通信工学、情報工学などにおける世界のセンター・オブ・エクセレンス（COE）となっている分野も多く、海外から研究員や留学生が本研究所の活動に参画している。また、海外の大学や研究機関と学術交流協定を結び、組織的かつ継続的に情報交換、相互訪問、共同研究などを推進している。

Many of the staff in RIEC contribute to the development oftechnology and science in the world by serving as editors of referees of international journals or by chairing or programming international conferences. In some fields in electronics, electrical communications, or information engineering RIEC serves as a Centerof Excellence (COE), which attracts researchers and students fromall over the world every year. Several academic exchange programs with foreign colleges or institutes are in operation.

学術交流協定International academic exchange programs
国際学術交流協定
University Level Agreements
国名協Countryアメリカ

パーデュー大学

1997.9.23

ヨーク大学

2004.6.7

ドレスデン工科大学

2006.6.26

ベルリン工科大学

2009.8.26

国立清華大学2009.12.2

ハーバード大学

2010.7.22

カイザースラウテルン工科大学

2012.2.1

ヨハネスグｰテンベルグ大学マインツ

2012.2.6

ケムニッツ工科大学

2013.10.31

レーゲンスブルク大学

2017.3.16

オルデンブルク大学

2017.7.13

サラマンカ大学

2018.5.20

サンクトペテルブルク電気工科大学

2019.11.22

U.S.A.

Purdue University

U.K.

The University of York

Germany

The Technische Universität Dresden

Germany

Berlin Institute of Technology

TaiwanNational Tsing Hua University

U.S.A.

Harvard University

Germany

The University of Kaiserslautern

Germany

Johannes Gutenberg University of Mainz

Germany

Chemnitz University of Technology

Germany

University of Regensburg

Germany

Carl von Ossietzky University of Oldenburg

Spain

University of Salamanca

RussiaSt. Petersburg Electrotechnical University

ドイツ
ドイツ
台湾

アメリカ
ドイツ
ドイツ
ドイツ
ドイツ
ドイツ

スペイン
ロシア

協定締結年月日

Date of Signing
1990.3.15

University of California, Santa Barbara

イギリス

校

カリフォルニア大学サンタバーバラ校

U.S.A.

アメリカ

定Institution

部局間学術交流協定
Department Level Agreements
国名協Country
ポーランド

定

校

Institution

ポーランド科学アカデミー物理学研究所

1976.8.3

アイエイチピー

2001.1.22

国立科学研究所マルセイユナノサイエンス学際センター

2005.10.24

中国科学院半導体研究所

2007.4.12

ラトガース大学ワイヤレスネットワーク研究所

2009.12.9

ビゴ大学

2011.2.25

バウマン・モスクワ国立工科大学 フォトニクス・赤外工学研究教育センターおよび無線電子工学・レーザー工学研究所
Research and Educational Center "Photonics and Infrared Technology" and Institute of Radio Electronics and Laser Technology, Bauman Moscow State Technical University (BMSTU)
マサチューセッツ工科大学電子工学研究所

2014.6.26

サンクトペテルブルク電気工科大学

2016.11.22

国立パリ高等情報通信大学

2017.10.25

モスクワ国立大学 物理学部

2018.6.8

国立台湾大学人工知能・先端ロボットセンター

2018.7.31

PolandInstitute of Physics, Polish Academy of Sciences

Germany

IHP-Innovations for High Performance Microelectronics

FranceThe Interdisciplinary Center on Nanoscience of Marseille, National Center of Scientific Research

China

Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences

U.S.A.

WINLAB, Rutgers University

Spain

University of Vigo

ドイツ

フランス
中国

アメリカ
スペイン
ロシア

Russiaアメリカ

U.S.A.

Research Laboratory of Electronics (RLE), Massachusetts Institute of Technology (MIT)RussiaSt. Petersburg Electrotechnical University

FranceTelecom ParisTech

RussiaFaculty of Physics, M.V.Lomonosov Moscow State University

TaiwanCenter for Artificial Intelligence and Advanced Robotics, National Taiwan University

88 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

ロシア
フランス
ロシア
台湾

協定締結年月日

Date of Signing2015.1.9

本研究所教員が編集委員をしている国際ジャーナル

International Journals in which a staff in RIEC participates as an editor
1 IACR Transactions on Cryptographic Hardware and Embedded Systems

6 Journal of Cryptographic Engineering

2 IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular Papers

7 Nonlinear Theory and Its Applications, IEICE (NOLTA)

3 IEICE Elecronics Letter (ELEX)

8 PLOS ONE

4 IEICE Transactions on Communications (EB)

9 Soft robotics

5 IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications
and Computer Sciences

本研究所教員が組織委員をつとめた最近の国際会議

International Conference programmed by a staff in RIEC
1 10th IEEE-GCC Conference (GCC 2019)
2 10th International Symposium on Metallic multilayers (MML2019)
3 11th MRAM Global Innovation Forum
4 17th RIEC International Workshop on Spintronics
5 2019 IEEE International Reliability Physics Symposium
6 2019 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications
7 2019 MRS Fall Meeting
8 2019 Spintronics Workshop on LSI
9 2020 Asia-Pacific Workshop on Fundamentals and Applications ofAdvanced Semiconductor Devices
10 24th Soft Magnetic Materials Conference
11 8th Int. Symp. on Control of Semiconductor Interfaces (ISCSI-VIII) &13th Int. WorkShop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics
12 ACM Conference on Human-Computer Interaction with Mobile Devices
and Services 201913 ACM Conference on Interactive Surfaces and Spaces 201914 ACM SIGGRAPH Conference and Exhibition on Computer Graphics
and Interactive Techniques in Asia 201915 ACM Symposium on Virtual Reality Software and Technology (VRST)2019
16 APCV 2019 Asia-Pacific Conference on Vision
17 Asian CHI Symposium 2020: Emerging HCI Research Collection
18 Auditory Perception and Cognition
19 Compound Semiconductor Week/International Symposium on
Compound Semiconductors (CSW/ISCS2019)20 Global Symposium on Millimeter Waves (GSMM)
21 IEEE 5G World Forum (WF-5G 2019)
22 IEEE International Conference on Communications (IEEE ICC 2019)23 IEEE International Symposium on Radio-Frequency Integrated
Technology (RFIT)
24 IEEE Symposium on Computers and Communications (ISCC 2019)
25 IEEE Virtual Reality 2020
26 International Conference on Artificial Reality and Telexistence andEurographics Symposium on Virtual Environments (ICAT-EGVE 2019)27 International Conference on Cryptographic Hardware and Embedded
Systems 201928 International Conference on Recent Progress in Graphene Research(RPGR2019)29 International Conferences on Modern Materials & Technologies inMontecatini Terme (CIMTEC 2020)
30 International Congress on Graphene, 2D Materials and Applications(2DM 2019)31 International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines
2019
32 Purdue-Tohoku Spintronics Workshop II

34 Russia-Japan-USA-Europe Symposium on Fundamental & Applied
Problems of Terahertz Devices & Technologies (RJUSE 2020)
35 SICE annual conference 2020
36 SPICE Workshop on Antiferromagnetic Spintronics
37 SPIE International Conference on Photonics Europe, Conference on
Terahertz Photonics (SPIE Photonics-EU)
38 The 10th International Conference on Metamaterials, Photonic Crystals
and Plasmonics (META 19)
39 The 10th International Conference on Ubiquitous and Future Networks(ICUFN 2019)40 The 11th International Conference on ICT Convergence (ICTC 2019)
41 The 1st International Sympoisum on Designing Human-Centric IoTSociety
42 The 2018 IEEE Global Communications Conference (IEEE GLOBECOM
2019)
43 The 2018 IEEE International Conference on Communication, Networks
and Satellite (COMNETSAT 2019)44 The 2019 International Communications Quality and Reliability
Workshop (IEEE CQR 2019)45 The 2019 International Conference on Advanced Technologies forCommunications (ATC 2019)46 The 2020 International Workshop on Pervasive Information Flow
(PerFlow'20)
47 The 2020 Wireless Communications Networking Conference (WCNC
2019)
48 The 23rd IEEE International Workshop on Computer Aided Modelingand Design of Communication Links and Networks (IEEE CAMAD 2019)49 The 3rd Symposium for The Core Research Clusters for Materials
Science and Spintronics
50 The 44th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz
Waves (IRMMW-THz 2019)
51 The 4th Graphene Flagship EU-Japan Workshop on Graphene andRelated 2D Materials (EU-JP G-Flagship)
52 The 8th RIEC International Symposium on Brain Fucntions and Brain
Computer
53 The ACM International Conference on Modeling, Analysis andSimulation of Wireless and Mobile Systems (MSWiM 2019)
54 The International Conference on Information Networking 2019 (ICOIN
2019)
55 The Seventh International Symposium on Computing and Networking(CANDAR 2019)56 Tohoku-York-Kaiserslautern 10th Core-to-core Workshop on "NewConcept Spintronics Devices"
57 Topical Workshop on Heterostructure Microelectronics (TWHM 2019)58 When AI Meets Human Science: The 3rd NTU-Tohoku International
Symposium on Interdisciplinary AI and Human Studies
59 Workshop Spintronic Tohoku-Mainz Lorraine 2019

33 Russia-Japan-USA-Europe Symposium on Fundamental & Applied
Problems of Terahertz Devices & Technologies (RJUSE 2019)

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 89

広報活動

Publicity Activities
通研一般公開RIEC Open Day

電気通信研究所では、広く市民、卒業生、産業界、学内の学生や職員の方々に研究・教育活動を知って頂くために毎年「一般公開」を行っている。
例年、10月の体育日直前の土曜・日曜の二日間に、全研究室、施設、センター、附属工場が趣向をこらしたパンフレットやデ
モンストレーションを準備して、先端技術を分かりやすく説明している。また、通研の歴史的成果である「分割陽極マグネトロン」、「鋼帯式磁気録音機」の展示をはじめ、親子で参加できる数々の参加型公開実験や工作教室を企画し、中には毎年長蛇の列ができるものもあるなど、好評を博している。
2019年度も通研公開開催に向け鋭意準備を進めてきたが、開催直前に大型の台風19号が接近し、惜しくも開催中止となった。
2020年度は、例年通り10月の二日間の開催を予定している。
なお、バーチャルな通研公開を体験していただくために、各研究室のわかりやすい紹介を下記のWebページ上で常に公開している。
http://www.riec.tohoku.ac.jp/koukai/

Every year RIEC holds an open day to present research and educational activities to the public, university staff, students and alumni aswell as representatives from the industry.
The RIEC Open Day is taken place on Saturday and Sunday justbefore the Sports Day in October. All the research laboratories, research centers, and machine shops of RIEC exhibits various types ofdemonstrations focused on their research fields.
The exhibitions includes some historical devices and instruments
developed in RIEC, such as magnetron tubes and steel recorders,
historical milestones of RIEC activities. In addition, we have planned
a number of open experiments and craft classes that parents andchildren can participate in, which have been well received. Some ofthem draw long lines every year.
In 2019, we had been making diligent preparations for the RIEC
Open Day. However, a huge typhoon, Typhoon 19, was approaching
just before the event, the event was regrettably cancelled. We areplanning to hold the next RIEC Open Day for two days in October
2020 as in usual years. Your participation is greatly welcomed.
In addition, please enjoy virtual RIEC Open Day on the following
Web page.
http://www.riec.tohoku.ac.jp/koukai/

公開実験・工作教室を楽しむ参加者

Visitors having fun during handicraft courses

RIEC NewsRIEC News

電気通信研究所の広報活動の一環としてニュースレター「RIEC
News」を刊行している。
「RIEC News」は、電気通信研究所創立75周年を記念し創刊されたもので、電気通信研究所の日本の科学技術の発展への貢献について、最先端の研究や将来への展望等を紹介するものである。
2011年3月に創刊し、毎号、大型プロジェクトや特別推進研究等の巻頭特集をくみ、通研の各種イベントを紹介するトピックス、
研究室や各センターの紹介、研究交流会、通研公開などの通研だより、独創的研究支援プログラムや産学連携研究マッチングファ
ンドプログラムなどのタイムリーな情報を紹介している。2013年
3月には、その英語版も創刊された。また、RIEC Newsの発行をメールでお知らせするサービスや、これまで発行したRIEC Newsの電子版を、下記URLにて公開してきた。
http://www.riec.tohoku.ac.jp/riecnews/
RIEC Newsは2019年7月刊行の第26号をもって、これまでのよ
うな数か月毎の発行形式を一旦終了とし、2020年4月より、最新の研究成果やイベント情報をより早く皆さまにお届けすべく、新しい記事を随時公開する形の、Webを主軸とした形式へとリ
ニューアルした。この新しいRIEC Newsは、下記のURLにて公開している。
http://www.riec.tohoku.ac.jp/riecpr/

90 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

As a part of RIEC’s publication service, “RIEC News” is published.
With the 75th anniversary of the establishment of RIEC, RIEC
News introduces cutting-edge’s research and the vision of the
future from RIEC’s contributions to the progression of scienceand technology in Japan. RIEC News was first launched in March
2011. In fiscal year 2018, 23th, 24st and 25nd issues were published. Every issue introduces special topics such as large scale
projects and Specially-Promoted Research, etc. RIEC News also
includes current information about each laboratory and center, allkinds of RIEC events, research exchange meetings, laboratories
open to the public (RIEC Open Day), etc. English version was also
launched in March 2014. Further, RIEC News offers a notification
service by mail whenever a new issue is released and an electronic
version of every issue published so far can be downloaded by following the link below.
http://www.riec.tohoku.ac.jp/riecnews/
With the 26th issue of RIEC News, it has finished multi-monthly
publication style as before. From April 2020, in order to bring you
the latest research results and event information as quickly as possible, RIEC News was renewed to a new web-based publicationstyle. The new RIEC News is published by the following link.
http://www.riec.tohoku.ac.jp/riecpr/

職員（令和 2 年5月1日）
Staff (as of May 1, 2020)
所長（併）／教授

Director, Professor

塩

入

諭

Satoshi Shioiri

研究部門

Research Divisions

情報デバイス研究部門■ ナノフォトエレクトロニクス研究室
Professor
教 授
Professor*
教 授（兼）
Associate Professor
准教授
Associate Professor*
准教授（兼）

上
藤
片
石

一
夫
諭
宏

Information Devices Division
Nano-photoelectronics
Yoichi Uehara
Hideo Fujikake
Satoshi Katano
Takahiro Ishinabe■ 固体電子工学研究室
教 授
教 授（兼）
教 授（兼）
准教授
准教授（兼）
助 教
学術研究員

Professor
Professor*
Professor*
Associate Professor
Associate Professor*
Assistant Professor
Research Fellow（佐 藤 茂 雄）
遠 藤 哲 郎
鷲 尾 勝 由吹 留 博 一岡 田健馬奕 涛
佐々木 文 憲

Solid State Electronics(Shigeo Sato)
Tetsuo Endoh
Katsuyoshi Washio
Hirokazu Fukidome
Takeru Okada
Yitao Ma
Fuminori Sasaki■ 誘電ナノデバイス研究室
教 授
教 授（兼）
准教授
准教授（兼）
助 教

Professor
Professor*
Associate Professor
Associate Professor*
Assistant Professor

長
小
山
吉
平

雄
也
平
晋
臣

Dielectric Nano-Devices
Yasuo Cho
Tetsuya Kodama
Kohei Yamasue
Shin Yoshizawa
Yoshiomi Hiranaga■ 物性機能設計研究室
教 授
教 授（兼）
教 授（兼）
准教授
准教授（兼）
准教授（兼）
助 教
助 教
学術研究員
学術研究員

Professor
Professor*
Professor*
Associate Professor
Associate Professor*
Associate Professor*
Assistant Professor
Assistant Professor
Research Fellow
Research Fellow

白 井 正 文田 中 和 之安 藤晃
阿 部 和多加
大 関 真 之高 橋 和 貴辻 川 雅 人新 屋 ひかりTufan Roy
井 上 順一郎

Materials Functionality Design
Masafumi Shirai
Kazuyuki Tanaka
Akira Ando
Kazutaka Abe
Masayuki Ohzeki
Kazunori Takahashi
Masahito Tsujikawa
Hikari Shinya
Tufan Roy
Jun-ichiro Inoue■ スピントロニクス研究室
教 授
教 授（兼）
教 授（兼）
教 授（兼）
教 授（兼）
教 授（兼）
教 授（兼）
准教授（兼）
准教授（兼）
准教授（兼）
准教授（兼）助 教
助 教
助 教（兼）
助 教（兼）
学術研究員
学術研究員

Professor
Professor*
Professor*
Professor*
Professor*
Professor*
Professor*
Associate Professor*
Associate Professor*
Associate Professor*
Associate Professor*
Assistant Professor
Assistant Professor
Assistant Professor*
Assistant Professor*
Research Fellow
Research Fellow

深 見 俊 輔松 倉 文 礼安 藤 康 夫
遠 藤 哲 郎島 津 武 仁齊 藤
伸
池 田 正 二角 田 匡 清大 兼 幹 彦小 川 智 之梅 谷 和 弘金 井駿
Justin Llandro
張超 亮
山 根 結 太竹 内 祐太朗
土 肥 昴 尭Shunsuke Fukami
Fumihiro Matsukura
Yasuo Ando
Tetsuo Endo
Takehito Simatsu
Shin Saito
Shoji Ikeda
Masakiyo Tsunoda
Mikihiko Ogane
Tomoyuki Ogawa
Kazuhiro Umetani
Shun Kanai
Justin Llandro
Chaoliang Zhang
Yuta Yamane
Yutaro Takeuchi
Takaaki Dohi

原
掛
野
鍋

玉
末
澤
永

洋
英
隆

康
哲
耕
良

Spintronics■ ナノ集積デバイス・プロセス研究室
Professor
教 授
Professor*
教 授（兼）
Professor*
教 授（兼）
Associate Professor
准教授
Associate Professor
准教授
Associate Professor*
准教授（兼）
Assistant Professor
助 教Specially Appointed Assistant Professor
特任助教
Research Fellow
学術研究員

佐 藤 茂 雄須 川 成 利張 山 昌 論櫻 庭 政 夫山 本 英 明黒 田 理 人佐 藤 信 之
金
觀 洙
守 谷
哲

Nano-Integration Devices and Processing
Shigeo Sato
Shigetoshi Sugawa
Masanori Hariyama
Masao Sakuraba
Hideaki Yamamoto
Rihito Kuroda
Nobuyuki Sato
Kwansoo Kim
Satoshi Moriya

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 91

■ 量子デバイス研究室
准教授

Associate Professor

大

塚

朋

廣

Quantum Devices
Tomohiro Otsuka■ 磁性デバイス研究室（客員）客員教授

Visiting Professor

家

田

淳

一

Magnetic Devices (Visitor Section)
Junichi Ieda

俊
博
祐
恵
信

彦
仁
司
介
幸

Broadband Engineering Division
Ultrahigh-speed Optical Communication
Toshihiko Hirooka
Hirohito Yamada
Yuji Matsuura
Keisuke Kasai
Nobuyuki Matsuda

洋人英Applied Quantum Optics
Hiroshi Yasaka
Masato Yoshida
Nobuhide Yokota

治
強
司
卓
祐
樹

Advanced Wireless Information Technology
Noriharu Suematsu
Qiang Chen
Takashi Shiba
Suguru Kameda
Keisuke Konno
Mizuki Motoyoshi

ブロードバンド工学研究部門■ 超高速光通信研究室
教 授
教 授（兼）
教 授（兼）
准教授
准教授（兼）

Professor
Professor*
Professor*
Associate Professor
Associate Professor*

廣
山
松
葛
松

岡
田
浦
西
田

■ 応用量子光学研究室
教 授
准教授
助 教

Professor
Associate Professor
Assistant Professor

八
吉
横

坂
田
田

真
信

■ 先端ワイヤレス通信技術研究室
Professor
教 授
Professor*
教 授（兼）
Specially Appointed Professor
特任教授
Associate Professor
准教授
Associate Professor*
准教授（兼）
Assistant Professor
助 教

末
陳
芝
亀
今
本

松

憲

■ 情報ストレージシステム研究室
Professor
教 授
Professor*
教 授（兼）
Professor*
教 授（兼）
Associate Professor
准教授

田 中 陽一郎周暁
伊 藤 健 洋Simon John Greaves

Information Storage Systems
Yoichiro Tanaka
Xiao Zhou
Takehiro Ito
Simon J. Greaves■ 超ブロードバンド信号処理研究室
Professor
教 授
Professor*
教 授（兼）
Professor*
教 授（兼）
Associate Professor
准教授
Assistant Professor
助 教
Research Fellow
学術研究員

泰 一
尾
西 山 大 樹末 光 哲 也佐 藤昭
渡 辺 隆 之Victor Ryzhii

Ultra-Broadband Signal Processing
Taiichi Otsuji
Hiroki Nishiyama
Tetsuya Suemitsu
Akira Satou
Takayuki Watanabe
Victor Ryzhii■ 量子光情報工学研究室
教 授
教 授（兼）
准教授
准教授（兼）助 教
助 教（兼）
助 教（兼）

枝 松 圭 一中 尾 光 之三 森 康 義片 山 統 裕Soyoung Baek
松 本 伸 之金 田 文 寛Quantum-Optical Information Technology
Keiichi Edamatsu
Mitsuyuki Nakao
Yasuyoshi Mitsumori
Norihiro Katayama
Soyoung Baek
Nobuyuki Matsumoto
Fumihiro Kaneda

Professor
Professor*
Associate Professor
Associate Professor*
Assistant Professor
Assistant Professor*
Assistant Professor*

隆
田
野
良

人間情報システム研究部門■ 生体電磁情報研究室
教 授
教 授（兼）
教 授（兼）
教 授（兼）
教 授（兼）
教 授（兼）
准教授
准教授（兼）
学術研究員

Professor
Professor*
Professor*
Professor*
Professor*
Professor*
Associate Professor
Associate Professor*
Research Fellow

石
山
津
渡
中
薮
枦
遠
荒

山
口
田
邉
村
上

■ 先端音情報システム研究室
教 授
教 授（兼）
教 授（兼）
准教授（兼）
准教授（兼）

Professor
Professor*
Professor*
Associate Professor*
Associate Professor*

坂
金
伊
能
荒

本
井
藤
勢
川

92 電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021

藤
井

佳
瑞

和
正

志
洋
理
高 志
健 二
信
修一郎
恭
薫

修
彰
元

一
浩
則
隆
孝

Human Information Systems Division
Electromagnetic Bioinformation Engineering
Kazushi Ishiyama
Masahiro Yamaguchi
Makoto Tsuda
Takashi Watanabe
Kenji Nakamura
Shin Yabukami
Shuichiro Hashi
Yasushi Endo
Kaoru Arai
Advanced Acoustic Information Systems
Shuichi Sakamoto
Hiroshi Kanai
Akinori Ito
Takashi Nose
Mototaka Arakawa

■ 高次視覚情報システム研究室
教 授
教 授（兼）
准教授
准教授
准教授（兼）
准教授（兼）助 教
助 教（兼）
特任助教
特任助教
学術研究員

Professor
Professor*
Associate Professor
Associate Professor
Associate Professor*
Associate Professor*
Assistant Professor
Assistant Professor*
Specially Appointed Assistant Professor
Specially Appointed Assistant Professor
Research Fellow

塩 入
諭
吉 澤
誠
栗 木 一 郎曽加 蕙
杉 田 典 大阿 部 正 英羽 鳥 康 裕金 子 沙 永Guillen Barja Luis Alberto
Alfian Amrizal Muhammad
Wu Wei

Visual Cognition and Systems
Satoshi Shioiri
Makoto Yoshizawa
Ichiro Kuriki
Chia-Huei Tseng
Norihiro Sugita
Masahide Abe
Yasuhiro Hatori
Sae Kaneko
Guillen Barja Luis Alberto
Alfian Amrizal Muhammad
Wu Wei■ 情報コンテンツ研究室
教 授
教 授（兼）
教 授（兼）
准教授
准教授（兼）
准教授（兼）
助 教
助 教

Professor
Professor*
Professor*
Associate Professor
Associate Professor*
Associate Professor*
Assistant Professor
Assistant Professor

北
加
菅
髙
阿
川
藤
池

村
藤
沼
嶋
部
本
田
松

喜

文
寧
夫
毅
亨
一
之
香

Information Content
Yoshifumi Kitamura
Nei Kato
Takuo Suganuma
Kazuki Takashima
Toru Abe
Yuichi Kawamoto
Kazuyuki Fujita
Kaori Ikematsu■ 実世界コンピューティング研究室
Professor
教 授
Associate Professor
准教授
Assistant Professor
助 教
Assistant Professor*
助 教（兼）

石
加
福
安

黒
納
原
井

章
剛

夫
史
洸
浩太郎

Real-World Computing
Akio Ishiguro
Takeshi Kano
Akira Fukuhara
Kotaro Yasui■ ナノ・バイオ融合分子デバイス研究室
Professor
教 授
Professor*
教 授（兼）
Professor*
教 授（兼）
Professor*
教 授（兼）
Associate Professor*
准教授（兼）
Associate Professor*
准教授（兼）
Associate Professor*
准教授（兼）
Associate Professor*
准教授（兼）
Associate Professor*
准教授（兼）
Assistant Professor
助 教
Assistant Professor
助 教

平
吉
木
金
大
宮
神
西
加
但
小

野
信
下
子
林
本
崎

愛
達
賢
俊

藤
木
宮

弓
夫
吾
郎
武
浩一郎
展
羽 美
俊 顕
大 介
麻 希

■
教
助

坂
山

井
本

信
浩

之
輔

Multimodal cognitive system
Nobuyuki Sakai
Kosuke Yamamoto

下
小

條
山

信
翔

輔
一

Multimodal Computing (Visitor Section)
Shinsuke Shimojoh
Shoichi Koyama

多感覚情報統合認知システム研究室
Professor*
授（兼）Assistant Professor
教■ マルチモーダルコンピューティング研究室（客員）Visiting Professor
客員教授
Visiting Associate Professor
客員准教授
システム・ソフトウェア研究部門■ ソフトウェア構成研究室
教 授
教 授（兼）
教 授（兼）
准教授
准教授（兼）
准教授（兼）
助 教

拓
和
雄
和

Nano-Bio Hybrid Molecular Devices
Ayumi Hirano
Tatsuo Yoshinobu
Kengo Kinoshita
Toshiro Kaneko
Takeshi Obayashi
Koichiro Miyamoto
Makoto Kanzaki
Hafumi Nishi
Toshiaki Kato
Daisuke Tadaki
Maki Komiya

Professor
Professor*
Professor*
Associate Professor
Associate Professor*
Associate Professor*
Assistant Professor

大
篠
住
上
松
吉
菊

堀
原
井
野
田
仲
池

淳
歩
英二郎
雄 大
一 孝
亮
健太郎

Systems ＆ Software Division
Software Construction
Atsushi Ohori
Ayumi Shinohara
Eijiro Sumii
Katsuhiro Ueno
Kazutaka Matsuda
Ryo Yoshinaka
Kentaro Kikuchi■ コンピューティング情報理論研究室
Professor
教 授
Professor*
教 授（兼）
Professor*
教 授（兼）
Associate Professor*
准教授（兼）
Associate Professor*
准教授（兼）
Associate Professor*
准教授（兼）
Assistant Professor
助 教

中
静
大
酒
磯
菅
浅

野
谷
町
井
邉
谷
田

圭 介
啓 樹
真一郎
正 夫
秀 司
至 寛
和 之

Computing Information Theory
Keisuke Nakano
Hiroki Shizuya
Shinichiro Omachi
Masao Sakai
Shuji Isobe
Yoshihiro Sugaya
Kazuyuki Asada

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 93■

コミュニケーションネットワーク研究室

教授Professor

長谷川

教

授（兼）

Professor*

斎

藤

教

授（兼）

Professor*

曽

根

教

授（兼）

Professor*

乾准教授

Associate Professor

北形

准教授（兼）

Associate Professor*後藤准教授（兼）

Associate Professor*

鈴木

准教授（兼）

Associate Professor*

水木

准教授（兼）

Associate Professor*

飯Communication Network Systems
剛

Go Hasegawa

浩

海Hiroumi Saito

秀昭

Hideaki Sone

健太郎

Kentaro Inui元Gen Kitagata

昭Hideaki Goto潤

Jun Suzuki

敬明Takaaki Mizuki

岡

大

輔

Daisuke Ioka

尚

英

■

環境調和型セキュア情報システム研究室

教授Professor

本

間

助

教

Assistant Professor

上野Specially Appointed Assistant Professor

Ville Oskari Yli-Mäyry

特任助教■

ソフトコンピューティング集積システム研究室

教

授

■

新概念 VLSI システム研究室

教
教

Environmentally Conscious Secure Information System
文

Naofumi Homma

嶺

Rei Ueno
Ville Oskari Yli-Mäyry
Soft Computing Integrated System

Professor

堀

尾

喜

彦

Yoshihiko Horio

授

Professor

羽

生

貴

弘

Takahiro Hanyu

授（兼）New Paradigm VLSI System
Professor*

青

木

孝

文

Takafumi Aoki

准教授

Associate Professor

夏

井

雅

典

Masanori Natsui

准教授（兼）

Associate Professor*

伊

藤

康

一

Koichi Ito

助教

Assistant Professor

鬼

沢

直

哉

Naoya Onizawa

学術研究員

Research Fellow

玉

越

晃

Akira Tamakoshi

Visiting Professor

松

岡

浩

■

情報社会構造研究室（客員）客員教授

Information Social Structure (Visitor Section)
Hiroshi Matsuoka

附属研究施設Research Facilities

附属ナノ・スピン実験施設
施設長（併）／教授

Laboratory for Nanoelectronics and Spintronics
Director, Professor

上

原

洋

一

Yoichi Uehara

技術専門職員（兼）Technical Staff*

森

田

伊

織

Iori Morita

技術一般職員（兼）Technical Staff*

小

野

力

摩

Rikima Ono

技術一般職員（兼）Technical Staff*

武

者

倫

正

Michimasa Musha■

共通部

Cooperation Section■

スピントロニクス研究室

教授Professor

深

見

俊

輔

Shunsuke Fukami

教

授（兼）

Professor*

松

倉

文

礼

Fumihiro Matsukura

教

授（兼）

Professor*

安

藤

康

夫

Yasuo Ando

教

授（兼）

Professor*

遠

藤

哲

郎

Tetsuo Endo

教

授（兼）

Professor*

島

津

武

仁

Takehito Simatsu

教

授（兼）

Professor*

齊

藤

伸

Shin Saito

教

授（兼）

Professor*

池

田

正

二

Shoji Ikeda

准教授（兼）

Associate Professor*

角

田

匡

清

Masakiyo Tsunoda

准教授（兼）

Associate Professor*

大

兼

幹

彦

Mikihiko Ogane

准教授（兼）

Associate Professor*

小

川

智

之

Tomoyuki Ogawa

准教授（兼）

Associate Professor*

梅

谷

和

弘

Kazuhiro Umetani

助教

Assistant Professor

金

井

駿

Shun Kanai

助教

Assistant Professor

Justin Llandro

Justin Llandro

助

教（兼）

Assistant Professor*

張

助

教（兼）

Assistant Professor*

山

94 電気通信研究所

Spintronics

RIEC 2020 ／ 2021

根

超

亮

Chaoliang Zhang

結太

Yuta Yamane■教

ナノ・バイオ融合分子デバイス研究室
Professor
授

平

野

愛

弓

Ayumi Hirano

教

授（兼）

Professor*

吉

信

達

夫

Tatsuo Yoshinobu

教

授（兼）

Professor*

木

下

賢

吾

Kengo Kinoshita

教

授（兼）

Professor*

金

子

俊

郎

Toshiro Kaneko

准教授（兼）

Associate Professor*

大

林

武

Takeshi Obayashi

准教授（兼）

Associate Professor*

宮

本

浩一郎

准教授（兼）

Associate Professor*

神

崎

展

Makoto Kanzaki

准教授（兼）

Associate Professor*

西

羽

美

Hafumi Nishi

准教授（兼）

Associate Professor*

加

藤

俊

顕

Toshiaki Kato

助教

Assistant Professor

但

木

大

介

Daisuke Tadaki

助教

Assistant Professor

小

宮

麻

希

Maki Komiya■
教

ナノ集積デバイス・プロセス研究室
Professor
授

佐

藤

茂

雄

Shigeo Sato

教

授（兼）

Professor*

須

川

成

利

Shigetoshi Sugawa

教

授（兼）

Professor*

張

山

昌

論

Masanori Hariyama

准教授

Associate Professor

櫻

庭

政

夫

Masao Sakuraba

准教授

Associate Professor

山

本

英

明

Hideaki Yamamoto

准教授（兼）

Associate Professor*

黒

田

理

人

Rihito Kuroda

助

Assistant Professor

佐

藤

信

之

Nobuyuki Sato

Specially Appointed Assistant Professor

金

觀

洙

Kwansoo Kim

Director, Professor

羽

生

貴

弘

Takahiro Hanyu

教

特任助教

Nano-Bio Hybrid Molecular Devices

Nano-Integration Devices and Processing

附属ブレインウェア研究開発施設
施設長（併）／教授

Koichiro Miyamoto

Laboratory for Brainware Systems■

認識・学習システム研究室

教授Professor

塩

入

教

授

Professor

坂

本

■
教

ソフトコンピューティング集積システム研究室
Professor授堀■

新概念 VLSI システム研究室

教授Professor

教授（兼）Recognition and Learning Systems
諭

Satoshi Shioiri

修一Shuichi Sakamoto

尾

喜

彦

Yoshihiko Horio

羽

生

貴

弘

Takahiro Hanyu

Soft Computing Integrated System

New Paradigm VLSI System
Professor*

青

木

孝

文

Takafumi Aoki

准教授

Associate Professor

夏

井

雅

典

Masanori Natsui

准教授（兼）

Associate Professor*

伊

藤

康

一

Koichi Ito

助教

Assistant Professor

鬼

沢

直

哉

Naoya Onizawa■

実世界コンピューティング研究室
Professor
授

石

黒

章

夫

Akio Ishiguro

剛教Real-World Computing

准教授

Associate Professor

加

納

史

Takeshi Kano

助教

Assistant Professor

福

原

洸

Akira Fukuhara

助

教（兼）

Assistant Professor*

安

井

浩太郎

附属21世紀情報通信研究開発センター
Director, Professor
センター長（併）／教授

末

松

■

産学官研究開発部

教授（兼）Kotaro Yasui

Research Center for 21st Century Information Technology
憲治

Noriharu Suematsu

Industry-Academia-Government-Collaboration Research and Development Division
Professor*

末

松

憲

治

Noriharu Suematsu

客員教授

Visiting Professor

鈴

木

恭

宜

Yasunori Suzuki

客員教授

Visiting Professor

丸

橋

建

一

Kenichi Maruhashi■

学際連携研究部

教授（兼）Professor*

塩

入

教

授（兼）

Professor*

羽

生

■

萌芽研究部

教

授（兼）

Professor*

北村

Associate Professor*

亀田

准教授（兼）

Interdisciplinary Collaboration Research Division
諭

Satoshi Shioiri

貴弘Takahiro Hanyu

喜文

Yoshifumi Kitamura

卓

Suguru Kameda

Exploratory Research Division

電気通信研究所

RIEC 2020 ／ 2021 95

高等研究機構新領域創成部■

Division for the Establishment of Frontier Sciences

教

多感覚情報統合認知システム研究室
Professor*
授（兼）

坂

井

信

之

Nobuyuki Sakai

助

教（兼）

山

本

浩

輔

Kosuke Yamamoto■
教

スピントロニクス・CMOS 融合脳型集積システム研究室
Professor*
授（兼）

遠

助

教（兼）

Assistant Professor*

馬Manager, Professor*

石副室長（兼）／教授

Deputy Manager, Professor*

助

Assistant Professor*

Assistant Professor*

Multimodal cognitive system

Spintronics/CMOS Hybrid Brain-Inspired Integrated Systems
藤哲郎

Tetsuo Endoh奕涛

Yitao Ma山

和志Kazushi Ishiyama

上

原

洋

一

Yoichi Uehara

佐

藤

信

之

Nobuyuki Sato

安全衛生管理室室

Management Office for Safety and Health長（兼）／教授
教（兼）共通研究施設Common Research Facilities

やわらかい情報システムセンターセンター長（兼）／教授

Flexible Information System Center
Director, Professor*

大

堀

淳

Atsushi Ohoriセンター長（兼）／教授

Director, Professor*

佐

藤

雄

Shigeo Sato

技術専門員（技術長）

Technical Staff

末

永

保

Tamotsu Suenaga

技術一般職員（グループ長）

Technical Staff

阿

部

健

人

Kento Abe

技術一般職員Technical Staff

前技術一般職員Technical Staff

関

田

泰

明

Yasuaki Maeda

谷

佳

奈

Kana Sekiya

技術専門職員（グループ長）

Technical Staff

阿

部

真

帆

Maho Abe

技術一般職員
技術一般職員Technical Staff

丹

野

健

徳

Takenori Tanno

Technical Staff

柳

生

寛

幸

再雇用職員

Hiroyuki Yagyu

Technical Staff

庄

子

康

一

Koichi Shoji

技術専門職員（グループ長）

Technical Staff

森

田

伊

織

Iori Morita

技術一般職員Technical Staff

小

野

力

摩

Rikima Ono

技術一般職員Technical Staff

武

者

倫

正

Michimasa Musha

技術専門職員Technical Staff

丸

山

由

子

Yuko Maruyama

技術一般職員（グループ長）

Technical Staff

佐

藤

正

彦

Masahiko Sato

技術一般職員Technical Staff

太

田

憲

治

Kenji Ota

Specially Appointed Professor

小

川

裕

之

Specially Appointed Professor*

荘

司

弘

樹

Hiroki Shoji

事務長

General Manager

三

上

洋

一

Yoichi Mikami

事務長補佐

Deputy-General Manager

村

上

亜矢子

総務係長

Chief of General Affairs Section

富

川

浩

行

Hiroyuki Tomikawa

研究協力係長Chief of Research Cooperation Section

柴

田

圭

一

Keiichi Shibata

図書係長

Chief of Library Section

内ヶ崎

洋

一

Yoichi Uchigasaki

経理係長

Chief of Accounting Section

山

口

教

光

Norimitsu Yamaguchi

用度係長

Chief of Purchasing Section

佐

藤

寛

之

Hiroyuki Sato

研究基盤技術センター

■

■

■

■

Fundamental Technology Center
茂工作部

Machine Shop Division

評価部

Evaluation Division

プロセス部

Process Division

情報技術部

Information Technology Division

国際化推進室特任教授

Office for the Promotion of International Relations

産学官連携推進室
特任教授（兼）Cooperative Research and Development

事務部

96 電気通信研究所

Ogawa Hiroyuki

Administration Office

RIEC 2020 ／ 2021

Ayako Murakami

〒980-8577 仙台市青葉区片平二丁目1-1
TEL：022-217-5420 FAX：022-217-5426
http://www.riec.tohoku.ac.jp