IAS
ANNUAL REPORT2018

横浜国立大学先端科学高等研究院
Institute of Advanced Sciences, Yokohama National University〒240-8501 神奈川県横浜市保土ケ谷区常盤台 79-5
先端科学高等研究院棟 103 室TEL : 045-339-4454 FAX : 045-339-4280
E-mail : ias@ynu.ac.jp

ANNUALREPORT2018https://ias.ynu.ac.jp

横浜国立大学
先端科学高等研究院

横浜国立大学
先端科学高等研究院
高等研究院長 長谷部 勇一

先端科学高等研究院長からのあいさつ
21世紀に入り、アジアなど新興国に経済成長の軸がシフトし、資源・エネルギー問題、環境問題、格差問題が顕在化し、また、国際政治関係も不透明さが増している現在、安全・安心で持続可能な活力ある未来社会を実現することは、世界的に共通した期待であり大学に課せられた重要な課題であると受け止めています。そのため、本学では研究力を強化し、それを教育と社会貢献に活かすべく努力している所です。弛まない技術革新がもたらした新技術・新システムを社会に、そして日常生活に導入することによって新たな機能が提供され、それを利用する社会のイノベーションが実現されます。
技術革新やグローバル化等による社会の変化は、望ましくない影響をもたらす要因も孕んでいます。未成熟な技術や複雑化したシステムの導入に伴う事故、ヒューマンエラーによるトラブル、システム障害の発生など、便益享受の表裏となった不透明性や不確実性、そして望ましくない事象や影響がもたらされます。
最新のリスクの捉え方では、多様なリスクはそれぞれ連関しており、好ましい影響と好ましくない影響の双方を持つとして、それらの大きさについて不確実性を考慮しながら定量的なリスクの評価を行う必要であるとされています。リ
スク共生社会を検討する際のリスクの概念は、上記したリスクのとらえ方、考え方に基づいています。
新技術・システムの導入による新たな可能性を追求するにあたり、どのリスクをどう選択するか、どのような好まし
くない影響であればこれを受け入れると判断するのかなど、合理的な意思決定に寄与できる多様な知見や情報が不可欠です。立場や考え方、さらには入手可能なデータや情報、経験等によってリスクの捉え方は多様です。多様なリスクに対して、個々の市民や地域社会の意思決定、そして政策決定や経営判断に至るまで、適切な決定・判断を行うための仕組みを構築するためには、リスクの捉え方やリスクのコミュニケーションの仕方も含めてリスクマネジメントの新たな取り組みを創造する必要があるのです。
リスク共生とは望ましい社会、すなわち安全・安心と持続可能で活力ある社会の実現において、多様なリスクへの対応のための考え方と取り組みであり、定量的かつ信頼できる情報やデータなどエビデンスに基づく多様な側面での適切な意思決定を実現するフレームです。
本学では、2014 年度に大学改革強化推進補助金により先端科学高等研究院（Institute of Advanced Sciences 以
下 (IAS)）を創設し“リスク共生”の考え方に基づいて、21 世紀社会におけるリスクへの合理的な対応の在り方および安全・安心で活力ある持続可能社会の実現に供する研究を開始し、2014 年度から 2017 年度までを第１期として研究活動を行いました。この活動の実績を評価していただき、IAS の運営に係る上記の補助金は平成 30 年度からは基幹経費化されました。これを契機に、IAS におけるリスク共生学に基づく安全・安心で持続可能な活力ある社会の実現を目指した研究は、2018 年度から第２期に移行しました。本書では第２期の概要および新たな組織体制、最新の成果などについて記載しております。ご高覧いただければ幸いです。

横浜国立大学先端科学高等研究院

ANNUAL REPORT2018

CONTENTS
先端科学高等研究院の概要

1

第２期で設置された研究クラスターと研究ユニット

3

先端科学高等研究院の沿革

4

先端科学高等研究院の教員・職員数

4

運営諮問会議4

研究ユニットの研究内容紹介

5

2018年度の主要な業績・活動の紹介

21

TOPICS

25

IAS ANNUAL REPORT 2018

先端科学高等研究院の横浜国立大学

学

学

大学院研究

研究

研究
学

大学

研究
部

部科学

研究
研究
研究

研究

研究

研究

一

研究

研究

学
研究

研究

研究

学

研究

立

学
研究

研究

学長

研究

先端科 学高等 研究院

研究

研究

学

研究

研究

研究
国

研究

研究
研究

研究

先端科学高等研究院
研究評価
最適支援

研究成果

✔研究ユニットがクラスターを形成し、安全・安心で持続可能な活力ある社会の実現に資する最先端の研究を遂行する。
✔大学改革･強化に資する研究の高度化・活性化を実現するシステム･
運営の先行導入と成果分析、全学展開への可否評価を行う。

学長戦略に基づく
ＹＮＵ研究拠点に対する重点支援

ＹＮＵ研究拠点制度
活発なグループを選定して多面的支援

若手育成
研究情報

各部局等における先端研究・基盤研究活動
部局の趣旨･専門性･役割と自由な発想に基づ
く活発な研究活動の実施と人材育成への貢献

教育研究科

国際社会科学研究院

都市イノベーション研究院

人材流動
運営情報

迅速な社会実装で世界をリード連携促進プラットフォーム✔研究･社会情報共有✔共同･協働研究推進✔設備機器等共用推進

研究

社会実装
技術移転

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国際基準・規格等

改革･強化に資すると判断された制度･ガバナンス等の導入

工学研究院

環境情報研究院

海外研究者(PI)招聘

社会価値の体系化、優先順位等の明確化
リスクの体系的特定とリスク分析の実施
社会価値とリスクの合理的判断手法の開発

研究領域の多様性と研究の高度化を合わせて推進

学

学理・新学術で世界をリードリスク共生社会創造センター

研究能力、マネジメント能力、外部資金獲得能力を備え、次世代研究の中核となるグループを選定

改革・強化システムの構築と運用✔研究･研究活動のベンチマーキング✔部局に適合した評価･支援の実現

研究

国際社会
地域社会
産業界等

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学

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学
学
長

研究

＊3

研究

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＊1
1

学

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＊2

IAS-YNU
研究・会

多様な連携機関群

理系・社会系、人文系大学および研究者、行政、研究機関
多様な業界(保険、コンサル、製造、流通、エンジ、他)

の 流と

開の

共同研究

I S- N先端

I 主 研究者、共同研究
研究・ 業 分析 価等

学 等研究

学 ・研究 の招聘
的外

テニ アトラック 手教 も含む

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・

研究

国

の

先端科学高等研究院

2

IAS ANNUAL REPORT 2018

第２期でれた研究クラスターと研究ユニットについて学

先端科学高等研究院の革

先端科学高等研究院

研究

学

研究
国

学

先端科学高等研究院

研究

学
研究
研究

先端科学

先端科学高等研究院

研究
研究

学研究

先端科学高等研究院の教員・研究員（2019 3 31

研究
研究
研究部門

研究
研究

共

研究

マネジメント部門

戦略企

ー

ー

ス ー
IT の進歩の一歩先を行くサイバーセキュリティ技術、

先 端 的かつ 実 践 的なリスク管 理や 効 率 的なインフラ

組織内外にわたる共創的なイノベーションダイナミクス

光・量子を応用した次世代のデバイス技術により、安全

マネジメント技術により、安全で強靭な社会インフラをにより、先端的な知識や技術の社会実装を促し、新たな・安心なリスク共生社会を実現する。

構築する。

社会価値を創造する。

計

IAS
Striving for a safe and reliab le risk- symb iosis society
throug h cyb er hardw are security technolog y thatis one step ahead of advancements in IT.

情報・物理セキュリティ
研究ユニット

1

UNIT

2

UNIT

3

Research Unit :Integ rated Photonics

量子情報セキュリティ
研究ユニット

UNIT

UNIT

5

社会インフラストラクチャの安全
研究ユニット

共創革新ダイナミクス
研究ユニット

7

運営を水素エネルギー変換化学
研究ユニット8部

4Research Unit :Q uantum Information Security

高等研究院長

中

3

研究

27

27

8

35

3

0

2

0

3

0

8

0

97

35

高等研究院

等

会

（

一

横浜

長

横浜

ソリューション営業部

司

研究

3

等

略・

）

横浜国立大学工学研究院教授
立

先端科学高等研究院

18

高等研究院長

運

UNIT

2

研究

Research Unit :C hemistry of H ydrog en Energ y
C onversion

Research Unit :Safety Eng ineering and Risk
M anag ement of Energ y Systems

31

部
UNIT

6

3

会
研究

エネルギーシステムの安全研究ユニット外教員

13の先端科学高等研究院

Research Unit :C o- innovation D ynamics

Research Unit :Safety and Resilience of Infrastructure
and Infrastructure Systems

UNIT

Research Unit :Ex tremely Energ y- Efficient Processors

集積フォトニクス
研究ユニット

Promoting the social imp lementation of advanced
know ledg e and technolog ies and the creation of
new social value using co- innovation dynamics
w ithin and across org aniz ational b oundaries.

UNIT

Research Unit :Information and Physical Security

超省エネルギープロセッサ
研究ユニットC reating safe and rob ust social infrastructures
throug h advanced risk manag ement and infrastructure manag ement technolog ies.

成員

点）

法人

部長

学長

評価技術基盤

横浜国立大学国際社会科学研究院教授
方

立

法人

神

理事長
学長

立産業技術総研究所

主コーディネータ

4

IAS ANNUAL REPORT 2018

UNIT

1

情報 ・ 物理セキュリティ
Research Unit : Information and Physical Security

RESULT
計測セキュリティ（Instrumentation Security）分野の創生

UNIT MEMBER
主任研究者

松本

勉 教授

1986年３月、東京大学大学院工学系研究科修了、工学博士。同年４月より横浜国立大学勤務。
現在、環境情報研究院教授。2014年12月より先端科学高等研究院主任研究者を兼務。ネットワーク・ソフトウェア・ハードウェアセキュ
リティ、暗号、耐タンパー技術、生体認証、人工物メトリクス、計測セキュリティ等の研究教育に1981年より従事。国際暗号学会IACR元理事。日本学術会議連携会員。電子情報通信学会業績賞、ドコモモバイルサイエンス賞、文部科学大臣表彰・科学技術賞(研究部門)受賞。

産業界主任研究者：中尾 康二 IAS 客員教授
（国立研究開発法人 情報通信研究機構）
共同研究者：四方 順司 教授、吉岡 克成 准教授、志村 俊也 准教授、
田辺 瑠偉 IAS 助教、藤田 彬 IAS 助教、吉田 直樹 IAS 助教
連携研究者：ミシェル・ファン・イートゥン IAS 連携教授（デルフト工科大学）
カルロス・ガニャン IAS 招聘助教（デルフト工科大学）
藤本 大介 IAS 客員助教
（国立大学法人奈良先端科学技術大学院大学）
秋山 満昭 IAS 客員研究員（日本電信電話株式会社）

脅威 I. 計測結果が実際と異なる

A. 計測できない
C. 何を計測しているか暴かれる

課題 (1) 評価技術の研究開発(2) 強化技術の研究開発(3) 保証スキームの社会実装

牧田 大佑 IAS 客員研究員（国立研究開発法人情報通信研究機構サイバーセキュリティ研究所）
八木毅 IAS 客員研究員（NTT セキュリティ・ジャパン株式会社）

VISION
安全・安心で持続可能なサイバーフィジカルシステムの実現に向けて、悪意ある意図的な攻撃等の実態を解明し、有効な対策をとることが不可欠である。
最先端マルウェア対策技術、暗号技術、ソフトウェア・ハードウェア技術、システム技術等を駆使して IT 進歩の一歩先を行く、
総合的なサイバーセキュリティ技術の研究を行う。

THEME● 新しい情報社会の概念が、Cyber Physical SystemやInternet ofThings（IoT）といった言葉で語られ、物理や論理世界からのデー
タの計測、その通信、蓄積、処理を踏まえた利用と、その結果の確認、さらには保守管理などの全ての側面に関し、適切なセキュリティが求められる時代が到来しようとしている。
● 安全・安心で持続可能な未来社会を実現する上では、システム、サービスに対する悪意ある意図的な攻撃等の実態を解明し、有効な対策をとっていくことが求められる。
● 本研究ユニットでは、その要請に応えるために、最先端マルウェア対策技術、暗号技術、ソフトウェア・ハードウェア技術、システム
技術、セキュティ・エコノミクス等を駆使してIT 進歩の一歩先を行く、総合的なサイバーセキュリティ技術の研究を実施している。

例：距離画像カメラの計測セキュリティ評価
Instrumentation Security Evaluation for ToF (Time of Flight) Distance Imaging Camera

IoT ( モノのインターネット ) におけるサイバー攻撃の観測・分析・対策● 家庭用機器から産業制御システムまで500種類以上)の幅広い組込み機器がマルウェア（不正プログラム＝コンピュータウイルス）に感染している事実を世界で初めて詳細分析・発表した。その結果を27
か国70以上の研究機関に提供した(受動的観測)。
● 総務省による重要IoT機器調査に協力し、重要施設に設置されている
IoT機器のセキュリティ不備を広域スキャンにより100件以上発見した。
● IoTマルウェアの駆除方法について調査を行い、また、オランダの
ISP(Internet Service Provider)と連携することでIoTマルウェア駆除活動を行った。その成果はサイバーセキュリティ分野の世界最高峰
国際会議 NDSS 2019で採録され発表予定。現在、国内ISPとの連携も準備中。
● TV報 道15件、新聞報 道13件を含む40 件以 上の報 道、60 件を超える招待講演・基調講演を通じてIoTの現状を伝え、セキュリティの強化を啓蒙した。

PROGRAM● 内閣府SIP第１期「重要インフラ等におけるサイバーセキュリティの確保」、課題a4「IoT向けセキュリティ確認技術」
研究開発責任者、H27‒H31● 内閣府SIP第２期「IoT社会に対応したサイバー・フィジカル・セキュリティ」、課題A1研究開発責任者、H30‒H32（‒H34）● NEDO委託研究「Sensor-to-Cloud Security」研究開発責任者H28-H32● NEDO委託研究「AIエッジデバイスの横断的なセキュリティ評価に必要な基盤技術の研究開発」、H30‒H32（‒H34）● NICT委託研究「欧州との連携によるハイパーコネクテッド社会のためのセキュリティ技術の研究開発」、H30‒H33● 総務省事業「IoTセキュリティフレームワークの構築に向けた調査研究の請負」（NTTコミュニケーションズ株式会社との共同研究「重要IoT機器のセキュリティ対策に関する調査」）、H29● NICT委託研究「Web媒介型攻撃対策技術の実用化に向けた研究開発」、分担者、H28‒H30

ID 管理／認証、通信のセキュリティ、蓄積のセキュリティ、処理のセキュリティ、管理のセキュリティに加え、計測セキュリティ（Instrumentation Security）も重要となる！

● 総務省委託研究「国際連携によるサイバー攻撃予知・即応技術の研究開発」、分担者、H23‒H27● 総務省委託研究、H29、H30● 文部科学省科学研究費（基盤研究Ｂ）、H27‒H29、H30★ この他、民間企業等との共同研究・受託研究、年間10件程度

5

6

IAS ANNUAL REPORT 2018

UNIT

2

超省エネルギープロセッサ
Research Unit: Extremely Energy-Efficient Processors

RESULT
Adiabatic quantum-ﬂux-parametron (AQFP)
断熱スイッチ

基本ゲート

UNIT MEMBER
主任研究者

入力電流

AC バイアス電流

吉川 信行 教授

海外主任研究者：トーマス・オートレップ 上席特別教授 (CiS研究所、Ilmenau
University of Technology)

1961年 神 奈 川生れ、1989 年 横 浜 国立 大 学 大学院工学研究科博士課程修了、1989 年横浜国立大学工学部助手、1991年横浜国立大学工学部講 師、1993 年 横 浜国立 大学工学部 助 教 授、2004 年横浜国立大学大学院工学研究院教授、

秋韵 IAS助教、何● 超低電力動作▶ 論理状態を断熱的にスイッチできるため、非常に小さな消費
エネルギーで動作が可能 ; デバイスあたりの消費エネルギー :̃10-21 J (cf. CMOS: ̃10-16 J)▶ 量子化された磁束を用いて情報をエンコードするため、静的消費電力はゼロ

ジョセフリン接合● 高入力感度（̃mA）▶ 検出器や量子ビット応用の際に重要

共同研究者：山梨 裕希 准教授、竹内 尚輝 IAS准教授、クリストファー・アヤラ
IAS准教授、徐● 80 年代に提案された QFP をベースとした、断熱超伝導ロジック● 低電流駆動（̃mA)

魚行 IAS助教

出力電流

M. Hosoya et al., IEEE TAS 1 (1991).
N. Takeuchi et al., Supercond. Sci. Tech. 26 (2013).

連携研究者：鈴木 秀雄 IAS客員教授

2014 年横浜国立大学先端科学高等研究院超省

AQFP マイクロプロセッサの開発

エネルギープロセッサ研究ユニット主任研究者、2000 年 日 本 学 術 振 興 会 大146 委 員 会 賞、

● AQFP ロジックを用いた、低電力マイクロプロセッサを開発中

Monolithic Adiabatic iNtegration Architecture Processor

2004 年未踏科学技術協会超伝導科学技術賞。

MANA Processor

4 ビット ALUVISION● Monolithic Adiabatic iNtegration Architecture(MANA) Processor: AQFP プロセッサのプロトタイプ▶ ̃20,000 接合▶ 4 ビットデータワードサイズ▶ 5 GHz 動作● 4 ビット ALU を設計・作製 →動作実証に成功

安サイバー・フィジカルシステムにおけるデータサーバー等の実現のために、賞エネルギー化を可能とする革新的新技術の創成を目的とし、熱力学的極限を超える究極の低消費エネルギー集積回路の実現を目指す。
計算におけるエネルギー下限値を解明するとともに、超省エネルギーコンピュータシステムの実装を通して、学術と産業の発展に寄与する。
C. L. Ayala et al., ASC 2018.

THEME

超伝導単一光子イメージセンサの開発
研究ユニットの概要
将来の高性能スーパーコンピュータやデータサーバの実現のためには、エネルギー効率が極めて高い集積回路技術の創成が必要です。我々は、高速超伝導イメージセンサ

シングルピクセルを用いた原理実証● AQFP 回路と超伝導単一光子検出器（SSPD）を組み合わせた、超伝導イメージセンサを開発中● AQFP 回路が SSPD の情報をエンコード● シングルピクセルの SSPD を用いた原理実証に成功性が特徴の超伝導磁束量子回路において、回路をゆっくりと断熱的に動作させることで、熱力学的極限を超える究極の低消費エネルギー集積回路を実現することを目指しています。本研究ユニットでは、計算におけるエネルギー下限値を解明するとともに、断熱的可逆演算回路を用いた超省エネルギー
プロセッサの研究開発を行ないます。以上の成果に基づいて、極限的低消費エネルギーで動作する超伝導集積回路を用いたコンピュータシステムを実現します。更に研究成果を量子コンピュータや単一光子検出システム、質量分析システムなどの様々な応用分野に展開します。

超省エネ超伝導コンピュータの開発
本研究ユニットでは、将来の高性能スーパーコンピュータやデータサーバの省エネ

各種論理ゲートのクロック周波数とビットエネルギーの比較化のために、エネルギー効率が極めて高い集積回路の実現を目指しています。本研

N. Takeuchi
et al.,
ASC 2018.

今年度の主な成果

究では、高速性が特徴の超伝導磁束量子回路を断熱的に動作させることで、熱力学 的 に 極 限 的 低 エ ネル ギ ーで 動 作 する 論 理 回 路（Adiabatic Quantum Flux

● T. Yamae, N. Takeuchi, and N. Yoshikawa,“A reversible full adder using adiabatic superconductor logic,”Superconductor Science andTechnology, in press.

Parametron: AQFP）を開発します。これにより従来の半導体集積に対して消費電力を６桁低減します。また、超エネ集積回路技術を用いたコンピュータシステム● N. Takeuchi et al.,“An adiabatic superconductor 8-bit adder with 24kBT energy dissipation per junction,”Applied Physics Letters, in press.

を開発します。

● Y. Yamanashi, S. Nakaishi, A. Sugiyama, N. Takeuchi, and N. Yoshikawa ,“Design methodology of single-ﬂux-quantum ﬂip-ﬂops composed ofboth 0- and π-shifted Josephson junctions,”Superconductor Science and Technology, vol. 31, no. 10, p.105003 (7pp), Aug. 2018.

演算回路のエネルギー下限値の解明● N. Takeuchi, Y. Yamanashi, and N. Yoshikawa,“Recent progress on reversible quantum-ﬂux-parametron for superconductor reversible
computing,”IEICE Transactions on Electronics, vol. E101.C, no. 5, pp. 352‒358, May 2018.

入力から出力、出力から入力に双方向に論理計算を行える回路を可逆論理回路と言います。可逆論理回路では、論理計算の消費電力をほぼゼロにできることが予言されています。我々は、AQFP論理回路を用いた可逆回路を提案し、その双方向論
理動作を実証しました。今後は、本回路を用いて論理計算におけるエネルギー下限
値を理論的、実験的に解明します。

PROGRAM

超省エネ回路を用いた高性能機器開発
本研究で開発している集積回路は省エネ特性に優れるばかりでなく、高速性、高感度性においても極めて優れた特性を持っています。これらの特徴を生かして、超伝導量子コンピュータとのインターフェイスや単一光子検出器の読出し、飛行時間
型質量分析装置の高分解能時間測定など様々な応用分野への展開を目指します。

本研究で開発している超省エネ集積回路のビットエネルギーは、従来の半導体集積回路に対して約６桁優れています。
これにより、冷却電力を見込んでも、コンピュータの消費電力を
従来の1,000分の１に低減することができます。

● 2014‒2018

熱力学的極限に挑む断熱モード磁束量子プロセッサの研究（平成27年度科学技術研究助成事業基盤研究(Ｓ)）● 2017‒2021

ColdFlux: CAD Methodologies and Tools for Single Flux Quantum Based Superconductive Electronics（米国 IARPA プログラム“SuperTools”）● 2017‒2021

Enhance Electronic Design Automation (EDA) Tools in Support of Superconducting Electronics (SCE)（米国 IARPA プログラム“SuperTools”）● 2018‒2022

量子磁束回路を用いた量子ビット用制御・読出し回路の研究開発（NEDO「高効率・高速処理を可能とするAIチップ・
次世代コンピューティングの技術開発」）

7

8

IAS ANNUAL REPORT 2018

UNIT

集積フォトニクス

3Research Unit: Integrated Photonics

RESULT
研究ユニットの概要
光と物質の相互作用を極限まで高めるランダムプラズモニクス

UNIT MEMBER
主任研究者

馬場 俊彦 教授

1962年11月（長野県）生れ、1990年横浜国立大学大学院工学研究科電子情報工学専攻博士課程修了（工学博士）、1990年東京工業大学 精密工学研究所 助手、1993年横浜国立大学工学部電子情報工学科講師、1994年同助教授、2005年横浜国立大学大学院工学研究院知的構造の創生部門教授、2018年横浜国立大学先端科学高等研究院集積フォトニクス研究ユニット主任研究者。
2016年文部科学大臣表彰科学技術賞、2012年市村学術賞、2011年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ賞、2007年IEEE/LEOS Distinguished Lecturer Award、2006年日本学術振興会賞、2000年丸文研究奨励賞などを受賞。
2011年より日本学術会議連携会員、2018年より応用物理学会副会長。
共同研究者：西島 喜明 准教授

研究ユニットの概要

VISION
サイバーフィジカルシステムの構築において光技術を利用した通信やセンシングを行うフォトニクスデバイスが重要な役割を担っている。ナノ構造体を利用して様々な光機能を集積し、オンチップ光通信、
自動運転用 LiDAR、
バイオ・環境センサチップなど、次世代のフォトニクスデバイスを生み出す研究に取り組む。

THEME

Solar Energy Materials and Solar Cells, vol. 143, pp. 72-77, 2015.

APL Photonics, vol. 1, pp. 076104 1-12, 2016.

Optical Materials Express, vol. 7 no. 10, pp. 3484-3493 2017.

研究ユニットの概要
シリコンフォトニクスとフォトニック結晶

車載応用を目指すスローライト LiDAR

PROGRAM
小型・低消費電力光変調器の開発

超高感度ナノレーザバイオセンサ● 内閣府SIP第１期「重要インフラ等におけるサイバーセキュリティの確保」、課題a4「IoT向けセキュリティ確認技術」研究開発責任者、H27‒H31● 内閣府SIP第２期「IoT社会に対応したサイバー・フィジカル・セキュリティ」、課題A1研究開発責任者、H30‒H32（‒H34）● NEDO委託研究「Sensor-to-Cloud Security」研究開発責任者H28‒H32● NEDO委託研究「AIエッジデバイスの横断的なセキュリティ評価に必要な基盤技術の研究開発」、H30‒H32（‒H34）● NICT委託研究「欧州との連携によるハイパーコネクテッド社会のためのセキュリティ技術の研究開発」、H30‒H33● 総務省事業「IoTセキュリティフレームワークの構築に向けた調査研究の請負」（NTTコミュニケーションズ株式会社との共同研究「重要IoT機器のセキュリティ対策に関する調査」）、H29● NICT委託研究「Web媒介型攻撃対策技術の実用化に向けた研究開発」、分担者、H28‒H30● 総務省委託研究「国際連携によるサイバー攻撃予知・即応技術の研究開発」、分担者、H23‒H27● 総務省委託研究、H29、H30● 文部科学省科学研究費（基盤研究Ｂ）、H27‒H29、H30★ この他、民間企業等との共同研究・受託研究、年間10件程度

910IAS ANNUAL REPORT 2018

UNIT

量子情報セキュリティ

4

RESULT

Research Unit: Quantum Information Security

マヨラナ粒子を用いた量子コンピューティング
量子多体状態を用いた擾乱に強いトポロジカル量子計算の実現に向けて素粒子物理学

UNIT MEMBER
主任研究者

小坂 英男 教授

広島県生れ、1989年日本電気株式会社入社（‒2003）、
1999年京都大学工学研究科電子物性工学専攻論文博

共同研究者：南野 彰宏

准教授（横浜国立大学）

那須 譲治

准教授（横浜国立大学）

連携研究者：加藤 宙光（産業技術総合研究所）士 修了、2003年 東 北 大 学 電 気 通 信 研 究 所 助 教 授（2007年准教授）、2014年 横浜国立大学大学院工学研究院教授、2018年先端科学高等研究院量子情報セ
キュリティ研究ユニット主任研究者。

寺地 徳之（物質・材料研究機構）
小野田 忍（量子科学技術研究開発機構）

松崎 雄一郎（NTT物性基礎研究所）

2011年石田（寛）記念財団研究奨励賞受賞。

マヨラナ粒子 : 粒子と反粒子が等価な素粒子＝

磁性体 : 固体中の磁石の元「スピン」の集団( スピンが揃えば磁石になる )量子スピン液体 : 極低温までスピンが揃わない磁性体

粒子

反 粒子

ニュートリノがその 候 補？？

新荻 正隆（セイコーインスツル株式会社）
水落 憲和（京都大学化学研究所）

固体物理学

https://ja.wikipedia.org/wiki/ エットーレ・マヨラナ

スピンの動きがマヨラナ粒子と“同じ運動方程式”に従う可能性 ??
（マヨラナ準粒子）
https://www.sciencedaily.com/releases/2010/04/100408141208.htm

量子情報

キタエフの量子スピン模型：量子スピン液体となる厳密化可解な模型
マヨラナ準粒子の編み込み (Braiding)

最近の進展
磁性体「塩化ルテニウム」でマヨラナ準粒子
存在の強い証拠が発見
Y. Kasahara et al.,｠Nature｠559, 227-231 (2018)

VISION

マヨラナ粒子は電荷を持たないので、それが持つ特殊なエネルギーの流れを測定

サイバー・フィジカルシステムにおける情報セキュリティを光・量子技術で支えることで安全・安心な超スマート社会（Society5.0）の創成を目的とする。量子計算、量子通信、量子中継に留まらず、量子機械学習、量子シミュレーション、
量子物理認証、量子センシングなど量子セキュリティ技術全般を研究する。

外部からの擾乱に強い“トポロジカル量子計算”

http://www.caltech.edu/news/macarthur-foundation-names-alexei-kitaev-latest-caltech-genius-1467
https://www.csee.umbc.edu/2011/10/prof-lomonaco-talks-on-quantum-knots-quantum-braids-and-quantum-computing

トポロジカル量子計算に向けて固体中でマヨラナ準粒子の編み込みを行う方法を研究

ニュートリノのマヨラナ性の検証
ニュートリノを放出しない二重ベータ崩壊

THEME

ニュートリノ質量階層性と二重ベータ崩壊

発見 = ニュートリノはマヨラナ粒子

多（観測しやすい）↑ニュートリノなし
二重ベータ
崩壊の頻度

量子コンピュータを接続する安全・安心な量子セキュリティネットワークの形成
研究分野

↓

応用分野

● ミクロな世界の物理である量子力学と情報科学を融合。
● 光・量子技術でリスクとの共生が可能な超スマート社会（Society5.0）を創生。
● 飛躍的に高速な量子コンピュータを 絶対安全な量子暗号
通信でネットワーク接続する量子中継技術を開発。

二重ベータ崩壊における２つの電子のエネルギー
https://www-he.scphys.kyoto-u.ac.jp/research/Neutrino/AXEL/experiment.html

長基線加速器ニュートリノ振動実験（T2K 実験）
加速器でニュートリノを生成し、295km 離れた検出器で検出● 量子計測、量子認証等のセキュリティ応用。

ある種 類のニュートリノが別の種 類のニュートリノに変化するニュートリノ振動の測定から質量階層性を決定

量 子 暗 号 通 信 ネットワーク

少（観測しにくい）https://www.awa.tohoku.ac.jp/rcns/wp-content/uploads/2016/08/
tohokuuniv-press20160809_01web.pdf

最近の進展
正常階層型を支持する結果

データ量増

+

ニュートリノなし
二重ベータ
崩壊の頻度

↓

正常か逆を決定M. Friend for T2K collaboration, KEK セミナー , 2019 年 1 月 10 日

PROGRAM● 2018‒2028● 2017‒2022
原子あるいは素粒子レベルの基礎物理、材料科学から量子光学・原子

光子・電子・核子といった宇宙の根源粒子である素粒子を音波から光波

光学を基礎とするデバイスからシステムまで開発します。量子計算、までの超広帯域な電磁場で自在に操ります。量子もつれを利用した量子量子通信、量子中継に留まらず、量子機械学習、量子シミュレーション、

テレポーテーションなどの量子力学的超常現象を固体内で起こし、異種

量子物理認証、量子センシングなど量子セキュリティ技術全般に携わ

量子メディア間の情報変換・処理・保持を行います。

ります。

ホロノミー、トポロジーなどの基礎科学で量子を守ります。

文科省

光・量子飛躍フラッグシッププログラム（Q-LEAP）アドバイザリーボードメンバー

JST-CREST（戦略的創造研究推進事業）研究代表者「ダイヤモンド量子セキュリティ，量子状態の高度な制御に基づく革新的量子技術基盤の創出」● 2016‒2020

文科省

科学研究費補助金 基盤研究(S) 研究代表者「ダイヤモンドナノ量子システムにおける量子メディア変換 技術の研究」● 2011‒2015

NICT 高度通信・放送研究開発委託研究 研究代表者「遠隔ノード間での量子もつれ純粋化技術 ～ハイブリッド量子中継器へ向けた研究開発～ 」● 2004‒2009

JST-CREST（戦略的創造研究推進事業）研究代表者「単一光子から単一電子スピンへの量子メディア変換」

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IAS ANNUAL REPORT 2018

UNIT

5

社会インフラストラクチャの安全
Research Unit: Safety and Resilience of Infrastructureand Infrastructure Systems

RESULT
共同研究テーマ
首都高速道路との共同研究 『首都直下型地震などの巨大地震における被害想定・対策等に関する研究』（7 小テーマ）● 首都高ネットワークにおける大規模通行止め事象の交通
状 況分析とこれに対応する交通管理・運用方策の検 討

UNIT MEMBER
主任研究者＜共同研究者：田中 伸治 准教授＞

藤野 陽三 上席特別教授

1972年東京大学工学部土木工学科卒業。1976年
ウォータール大 学 博士 課 程 修了、同博士研究 員。

海外主任研究者：曽我 健一 上席特別教授（UCバークレー校 教授
ビリー・スペンサー上席特別教授（イリノイ大学教授）
共同研究者：Siringoringo Dionysius Manly IAS准教授（特任）、比嘉 紘士 助教、櫻井 彰人 IAS教授（特任）1977年東京大学地震研究所助手。1978年 筑波大学 構造工学系助手・講師。1982年東 京 大学工学部 助 教 授（土 木 工学 科）。1990年 同 教 授。2013

連携研究者：ペンネン・ワンチャイIAS招聘特別教授（アジア工科大学）

年東京大学名誉教授。2014年横浜国立大学先端
科学高等研究院上席特別教授（社会インフラストラ
クチャの安全研究ユニット）2013年内閣府SIPイン
フラプログラムディレクター。2007年 紫 綬褒章。

孫

利民 IAS招聘特別教授（同済大学）

本間 淳史 IAS客員教授（東日本高速道路㈱）矢部 正明 IAS客員教授（(一財)首都高速道路技術センター）
前川 宏一教授（都市イノベーション研究院）● 液状化対策の必要性や合理的な対策法の検証ツール開発＜共同研究者： 菊本

統 准教授＞● 地震後の首都高速通行遮断に対する産業界への影響検討＜共同研究者：居城琢 准教授＞● 危険物積載車両の高速道路輸送リスクアセスメント＜共同研究者：三宅淳巳 教授＞● 首都高速道路高架橋でのワイヤレス地震モニタリングの試行＜共同研究者：西尾真由子 准教授、シリンゴリンゴ・ディオニシウス・マンリ IAS 准教授、津野和宏＞● 首都高速道路高架橋のワイヤレス地震モニタリングのデータ分析と大地震時挙動の予測＜共同研究者：西尾真由子 准教授、津野和宏＞● 大 型トラックの走行時応 答 解 析による首都 高速 道 路高 架 部での地 震 時 転 倒可能性

2015年George Winter Medal, 第85回 報 公 賞＜共同研究者：シリンゴリンゴ・ディオニシウス・マンリ IAS 准教授＞

（服部報公会）等。

ネクスコ東日本との共同研究 『高速道路の施設とオペレーションのリスクマネジメント』（4 小テーマ）

VISION
高経年化する我が国のインフラを適切に維持管理補修強化し、発生が予想される大規模自然災害にも耐えられる強靱なストックとしておくことが、安定した社旗経済活動の継続、国の存続のために不可欠である。安全・安心で持続可能な活力のある社会の構築に向け、センシング・ロボット技術や効率的なインフラのストックマネジメント技術の研究を展開する。

● 自然 災害（地 震、津 波、風、雨）による道 路 構 造 物 等 への影響分析とリスク検討＜共同研究者：菊本 統 准教授，崔 瑛 准教授＞

● 東京湾アクアラインの橋梁部の強風時走行規制に関する流体・
橋梁・車両シミレーションによる車両の転倒リスクに関する検討＜共同研究者： 菊本

統 准教授＞● 大型橋梁の地震応答特性と耐震性能向上＜共同研究者：シリンゴリンゴ・ディオニシウス・マンリ IAS 准教授＞

THEME

● 地 震などの災害発 生後に対する事前事後リスクマネジメント＜共同研究者：野口和彦 教授＞

効率的なインフラマネジメント技術の構築を目指す研究を実施します。
我が国では膨大なインフラストラクチャが高齢化する時代を迎えています。安全で事故や災害に対して強靭なインフラ構築に向け、センシング、ロボット技術などの先端技術の活用により、効率的なインフラマネジメント技術を構築し、国内外への展開を図ります。

研究の目指すところ

研究ユニットのイベント等
熊本地震調査と報告会

最近の研究から

戦略的イノベーション創造プログラム (SIP) 『インフラ維 持管理・更 新・マネジメント技 術』● AI 活用によるコンクリート床版の余寿命予測技術（床版裏面のひび割れ状況から、その余寿命を評価する方法を開発）＜共同研究者：前川宏一 教授，櫻井 彰人 IAS 教授＞

熊本地震調査報告会 2016年6月20日

大切畑大橋 2016 年 4 月 30 日
国際サマースクール Asia-PaciﬁcEuro Summer School on Smart
Structures Technology 2017
(APESS2017) を 60 名の学生を世界から受け入れて開催(2017.7.14 から 8.4 までの 3 週間）

PROGRAM● Fujino, Y.: Vibration-based monitoring for performance evaluation of ﬂexible civil structures in Japan（表紙を飾るレビュー
論文），Proc. of Japan Academy, Series B,（日本学士院論文集）Vol. 94, No.2, pp. 98-128, 2018
● Dionysius M. Siringoringo and Yozo Fujino: Seismic response of a suspension bridge: Insights from long‐termfull‐scale seismic monitoring system. Structural Control Health Monitoring. Vol 25, Issue 11 Nov. 2018.
● Dionysius M. Siringoringo and Yozo Fujino, Lateral Stability of Vehicles Crossing a Bridge
during an Earth-quake. Journal of Bridge Engineering, ASCE 23(4), 2018.
● Fujino, Y. and Siringoringo, D. M. (2016) A conceptual review of pedestrian-induced
lateral vibration and crowd synchronization problem on footbridges, J. of Bridge
Engineering, ASCE, Vol. 12 (8), pp. 1-12.

長谷部学長を迎えての修了 式 と パ ー ティー13● Fujino, Y., Siringoringo, D. M. and M. Abe: Japan‘s experience on long-span bridges
monitoring（招待論文），Journal of Structural Monitoring and Maintenance, Vol. 3(3),pp. 233- 257 (2016).
● 藤野陽三，曽我健一 共編，地盤工学におけるリスク共生，鹿島出版会，2016

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IAS ANNUAL REPORT 2018

UNIT

6

エネルギーシステムの安全
Research Unit: Safety Engineering and Risk Management of Energy Systems

RESULT
水素ステーションの安全性評価

極限環境加速限界試験（HALT）

内閣府・戦略的イノベーション創造プログラムSIP（2014 ～ 2018年度）「エネルギーキャリアの安全性評価研究」

HALT 研究コンソーシアム設立(2016 年～ )国内で初導入した HALT 装置を活用した研究コンソーシアムを設立( 共同研究機関：産業技術総合研究所、広島大学 )● 本プロジェクトの目的
水素ステーションの社会実装実現のために、ステーションや水素輸送のリスクを事前に洗い出し、その安全性を検討するための考え方を整えることにより、必要かつ合理的な対策・規制の検討を支援するための水素ステーションのリスクアセスメントガイドラインの作成。

UNIT MEMBER
主任研究者

三宅 淳巳 教授

共同研究者：野口 和彦 教授、澁谷 忠弘 准教授、笠井 尚哉 准教授、
伊里 友一朗 助教、塩田 謙人 助教

1982年 横浜国立大学工学部安全工学科卒業
1984年 同大学院工学研究科修士課修了

連携研究者：M. Pect IAS 招聘教授、T.Miyake IAS 招聘教授、1984年 横浜国立大学助手講師、助教授を経てG.Reniers 教授、J.Khalil 教授、A.Rotaru 准教授、2006年 同大学院環境情報研究院 教授

D.K.Hoang 講師、和田 有司 IAS 客員教授、2014年 安心･安全の科学研究教育センター長● 本プロジェクトの視点
目的を達成するは、従来の工学的リスク評価に加えて社会総合リスクの観点からも分析する
新たな手法を確立し、水素ステーションシステムの社会総合リスクアセスメントを実施する。

● 運営体制運営 委員会シーズの抽出
共通課題の整理

A 社会構造（市民，
組織，自治体，国家，世界）
と影響
カテゴリー
（社会生活，経済，環境，社会制度，科学技術）に分類し整理B 各段階（計画／導入／普及）の検討すべきリスクの明確化⒞・重要シナリオの検討と YNU-HAZID によるシナリオの構築
・ハザードの発生確率，排出量の推定

田邊 雅幸 IAS 客員准教授、羽生 宏人 IAS 客員准教授

D・HAZID から安全上重要な設備 (SCE) の特定・暴露シナリオにおける被害関数の確立と評価
・輸送時爆発・火災事故の死亡リスクを推定

エネルギー安全」研究ユニット 主任研究者
2017年 先端科学高等研究院 副高等研究院長

標準試験 WG（基礎メカニズム）

モニタリング WG

Virtual HALT WG

標準サンプルの設計
HALT 試験の実施

センサーの開発

予測精度の検証● HALT 装置

システム等の有するハザード、リスクの評価ならびにエネルギーシステムのリスク管理研究を推進し、もってリスク共生
社会の創生に資する安全安心科学の学理構築と社会実装実現のための研究を展開する。

広い温度域 (-100 ～ 200)、6 軸ランダム振動が特長
・ひずみ、温度、電圧、電流等の物理量の測定に加えて、化学量を測定・評価するシステムを開発中● 故障モード抽出試験法の開発 ● 振動解析の高度化▶社会的受容に重要なフィジカルリスク（火災・爆発）とともに環境・社会・生活・経済等のリ
スクを整理した。
▶水素ステーション導入に際して懸念されたフィジカルリスクは、大きな影響がないことが明らかとなった。
▶普及段階での社会リスク低減には、地震等の災害後の早期の復旧を確実にする必要性等が分かった。
▶本プロジェクトの成果であるガイドラインは、多種多様なステークホルダーの透明性の高い意思決定プロセスの共有化および必要かつ合理的な対策・規制の検討を支援する。

ガイドライン英語版は、International Energy Agency（IEA）から公開を検討

凝縮相エネルギー物質の燃焼・爆発学理の構築と応用研究

THEME
研究ユニットの概要▶ Qualmark 社製 Typhoon 2.5▶ センシングシステム

E・SCE の性能規定書（PS）を作成
・安全要件を満足する対策効果を検証● 本プロジェクトの成果

我が国の産業基盤である石油コンビナートやエネルギー関連施設の安全性高度のため、プロセスプラントおよび機械

・電 気 機 器 メーカ ー ：８社
・情報・通信メーカー：２社
・輸送用機器メーカー：１社
・卸売：１社

HALT 幹事会● 本プロジェクトの全体像

2014年 先端科学高等研究院「コンビナート・

VISION

産業界、公的機関、大学で構成
産業界の業種内訳

科研費 基盤研究 (A) 17H00844 (2017-2019) 「凝縮相エネルギー物質の爆発学理」
宇宙産業技術情報基盤整備研究開発事業「民生品を活用した宇宙機器の軌道上実証」「ADN 系イオン液体推進剤の研究」● 第一原理に基づく高速過渡現象の解明とモデル化

詳細反応モデル YNU model series は反応挙動を理論的に再現可能● ユニットの設置趣旨● 燃焼・爆発学理に基づき、イオン液体推進剤 (EILPs) を社会実装する
協力機関：宇宙航空研究開発機構 (JAXA）

共融機構を利用したエネルギー物質の液体化方法を確立

我が国の産業基盤である石油コンビナートやエネルギー関連施設の安全性高度化のため、プロセスプラントおよび機械システム等の有するハザード、リスクの評価ならびにエネルギーシステムのリスク管理研究を推進し、もってリスク共生社会の創生に資する
安全安心科学の学理構築と社会実装実現のための研究を展開する。

混合のみで液体化が可能（室温）
爆薬の爆発

次世代衛星とスラスタのイメージ (JAXA）
新規推進剤の熱特性および燃焼性評価→小中規模のパイロット試験へ
反応機構の理論的解明
Ammonium Perchlorate

代替

熱分析 - 生成ガス
複合分析装置固体推進薬ロケット
Ammonium DiNitramide(ADN)

EILPs の熱特性

EILPｓの分解時の生成ガス分析

EILPs の燃焼

分解挙動の理論的予測と検証

PROGRAM● 消防庁・消防防災科学技術研究推進制度（2014‒2015）「水素スタンド併設給油取扱所の安全性評価技術に関する研究」● 内閣府・戦略的イノベーション創造プログラムSIP（2014‒2018）「エネルギーキャリアの安全性評価研究」● 極限環境加速限界試験による高品質設計技術コンソーシアム（2016‒）
による「６軸ランダム振動を受ける
材料の破壊メカニズムの解明に関する研究」● 宇宙産業技術情報基盤整備研究開発事業（2015‒2017）「民生品を活用した宇宙機器の軌道上実証」、「ADN系イオン液体推進剤の研究」● 科研費 基盤研究(A) 17H00844（2017‒2019）「凝縮相エネルギー物質の爆発学理」 他

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UNIT

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共創革新ダイナミクス

国際共同研究の展開例

Research Unit: Co-innovation Dynamics

UNIT MEMBER
主任研究者

真鍋 誠司 教授

2001年神戸大学大学院経営学研究科博士後期課

程修了、2002年神戸大学経済経営研究所専任講師、2004年 横 浜 国 立 大 学 経 営 学 部 助 教 授（2007年准教授）、2011年スイス連邦工科大学
チューリッヒ校（ETH Zurich）上級研究員／客員研究員（LEAP）、2013年横浜国立大学大学院国際社会科学研究院（経営学部）教授、2013年横
浜国立大学成長戦略研究センター企業成長部門

長、2017年横浜国立大学「文理連携による社会価値実現プロセス研究拠点」拠点長、2018年横浜国立大学先端科学高等研究院共創革新ダイナミ

クス研究ユニット主任研究者。

主任研究者

RESULT

安本 雅典 教授

本研究ユニットでは、国内外の研究者や企業との共同（日台米中欧）を通じて、様々な組織間にわたる技術・知識の移転・共有や発達のメカニズムの検討を進めています。その一環として、例えば、技術に関する大規模データを用いて、こうしたメカニズムの「見える化（数値化やグラフィカルな描写）」に取り組んでいます。こうした取り組みは、IoT の推進に不可欠な標準化や知財管理についての分析のみならず、組織間にわたるイノベーションのマネジメント、企業の能力構築、主導権、ポジショニングなどについて、系統的な分析を可能にすると期待されます。
組織間にわたる技術開発（引用）のネットワークが広がるにつれ、技術開発と標準化をリードしてきた既存企業（青）に代わって、技術サプライヤー（ オレンジ ） や 新 興 企 業 （ 紫 ） が 中 心 となり 、
イノベーションを主導するようになっています。

東 京生れ、1996 年東 京 大学大学院 人 文社会系
研 究 科 社 会 学 博 士 課 程 単 位 取 得 満 期 退 学、
2001年ペンシルバニア大学ウォートンスクール
リサーチ・アソシエート（‒2003 年）、2004 年
東京大学 COEものづくり経営研究センター特任研究員（‒2013 年）、2007年横浜国立大学大学
院環境情報研究院准教授（‒2012年）、2008 年
カリフォルニア州立大学バークレー校客員研究員（‒2009 年）、2012年 横 浜国立 大学大学院 環 境
情 報 研究 院 教 授、2017年同社 会 環 境と情 報 部
門長、2018 年同先 端科 学高等 研究院 共 創革 新ダイナミクス研究ユニット主任研究者。
共同研究者：中尾 航 教授、大沼 雅也 准教授、君島 美葵子 准教授、
鶴見 裕之 准教授

VISION

中心的な企業は、他社技術を広く活用（エッジの数と太さ）すると同時に、自社技術の活用（ノードのサイズ）を進めることで、知識を効果的に蓄積し、イノベーションを主導してきました。
こうしたネットワークの発達とともに、一部の中心的な企業は、多様な技術分野間にわたる知識

大学等で生まれる先端技術の社会実装による新たな価値創造・実現の方法論が求められている。そこで本研究ユニット
では、共創的な革新を実現する産学官連携の戦略やマネジメント、より広くは社会価値の実現に資するイノベーションのダイナ
ミクスについて、自己修復材料の標準化のアクション・リサーチや、新規技術の社会的受容性の評価をはじめとする実践的な研究を進める。

THEME（横軸：知識の密度）を蓄積しながら、影響力のあ る 技 術 を 生 み 出し 、 イノベー ション を 主 導（縦軸：他企業からの被引用数）するようになっています。

本研究ユニットでは、技術分野間にわたる企業内外の引用を検討するなど、さらに分析手法の精緻化を図っています。
同時に、本研究ユニットでは、国内外の民間共同プロジェクトや公的プロジェクトにおいて、事例検討と組み合わせて、こうした考え方や手法を実践的に発展させようとしています。例えば、自動運転を含むモビリティ、ロボット、素材をはじめ、複雑で多様なプレーヤー間の分業（オープン化）が求められる分野について、技術の展開・普及や国際連携に関わる実践的課題について、検討を進めつつあります。

研究ユニットの概要
大学等で生まれる先端的な知識や技術を社会に展開すること* 参考成果：( いわゆる社会実装 ) でイノベーションを推進し、新たな社会Fujimoto, T. & Ikuine, F. eds. (co-author) (2018) Industrial Competitiveness and Design Evolution, Springer.
糸久 正人・安本 雅典（2018）コンセンサス標準をめぐる企業行動，『組織科学』，52(1), pp. 32-44.
Shiu, J. M., Yasumoto, M., et al. (2018) The architectural control over the opened product-systems under the standardization,
AOM (Academy of Management) Annual Meeting.
安本 雅典・真鍋 誠司編著（2017）『オープン化戦略』，有斐閣．
安本 雅典・吉岡 徹（2018）技術共有に対する知識構築の戦略の考察，『組織科学』，51(4), pp. 33-42．

価値を実現することが求められている。そのためには、多様なプレーヤーによる共創の方法や動学的側面についての知見が必要である。
本研究ユニットでは、共 創的な革 新 (Co -innovation) を実現する産学官連携の戦略とマネジメントをはじめ、社会価値の実現に資するイノベーションのダイナミクスについて、実践的な

PROGRAM

研究を進めている。

真鍋 誠司

事 例を複 合 的に用いながら、様 々な 組 織 間に

● YNU 研究拠点「文理連携による社会価値実現プロセス研究拠点」（2017‒2020） 拠点長：真鍋 誠司
FP7-PEOPLE-IAPP-2008 Marie Curie Action,“Lean Development ‒ new principles for innovation management anda more time and cost eﬃcient development of novel products”(2010‒2013) Coordinator: Anja Schulze, SeniorResearcher: Seiji Manabe

わたる知 識 や 技 術 の 構 築と移 転 ・ 共 有のメカ

安本 雅典

加えて、本研究ユニットでは、大規模データとニズムについて、実践的な分析を進めている。
社 会価 値に結びつくイノベーションの理 解と実践には、様々なステークホルダーとの協働がユニット・メンバーである中尾航教授の研究する自己修復材料
について、2018 年より、NIMS（国立研究開発法人 物質・材料研究機構）やコンソーシアムの企業メンバーと連携して、いかに
国際標準化を実現するか、アクション・リサーチを開始している。

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鍵 と なる 。 本 研 究 ユ ニット の 活 動 の 多 くは 、企業、関係機関、そして幅広い分野の研究者との連携により進められている。

● 2010‒2015 車載分野を中心に、協調的な国際標準化やオープン化への対応戦略を分析。
● 2014‒2016 Industrial Internet Consortium（IIC）等への参加を通じ、IoT 分野の協調メカニズムとフィールド情報のデータ化やその標準化の課題について検討。
● 2014‒ 通信・ソフトウェア分野について、国際共同研究を通じて、知識や技術の移転・共有のネットワークと戦略の大規模デー
タ分析を推進。
● 2017‒ ICT を 用 い た モ ビ リ テ ィ の 革 新 に つ い て 調 査 研 究。モ ビ リ テ ィ の 世 界 的 な 共 同 研 究 プ ロ グ ラ ム Program on
Vehicle and Mobility nnovation (PVMI) 、2018‒。
文部科学省科研費（基盤研究Ｂ）代表、H24‒H26、H27‒H30、（挑戦的萌芽）、H27‒H29 等。
これまでに、経産省、総務省、特許庁の委員会や研究会 /WG において、技術開発、標準化、知財等に関する調査・検討を実施。
内閣府 SIP 第２期「自動運転（システムとサービスの拡張）」、国際連携 WG、H30‒。総務省「情報通信統計のあり方」検討会、H30‒。
この他に、技術マネジメント、事業開発、データ分析について、国内外の民間企業等との共同研究・受託研究やコンサルテーション、年間
7‒8 件程度。

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IAS ANNUAL REPORT 2018

UNIT

8

水素エネルギー変換化学
Research Unit: Chemistry of Hydrogen Energy Conversion

RESULT
水電解水素製造技術の取り組み- アルカリ水電解 (AWE) 及び固体高分子形水電解 (SPEWE) の高度化 -◆ 再エネ電力を貯蔵・輸送・非電力応用に展開する基盤技術として再エネ
対応水電解水素製造が必須◆ 電解槽の耐久性 / 電源変動に伴う利用率低下条件での経済性の両立が課題

UNIT MEMBER
主任研究者

光島 重徳 教授

共同研究者：跡部 真人 教授
石原 顕光

1987年 横 浜国立 大学工学部 卒 業。1989
年 同 大 学 工 学 研 究 科 博 士 課 程 前 期 修了。

長澤 兼作

日立製作所日立研究所。1998 年横浜国立連携研究者：今井 英人

大学論 文 博士（工学）。2000 年 横 浜国立
大 学 助 手。（2003‒4 年モントリオール工科大学 招聘 研究 員）。2006 年 横 浜国立 大学助教 授。2007年 横 浜国立 大学准教 授。

岡田 佳巳
佐藤 康司
山田 耕太

IAS 教授IAS 助教IAS 客員教授（株式会社日産アーク）

IAS 客員教授（千代田化工建設株式会社）

IAS 客員教授（JXTG エネルギー株式会社）
IAS 客員教授（旭硝子株式会社）

テコ・ナポーン IAS 招聘教授（フランス国立科学研究センター）

2011年 横 浜 国立 大 学 教 授。2014 年 横 浜
国立 大学先 端 科 学高等 研究 院 水素エネル
ギー変換化学研究ユニット主任研究者。

固体高分子電解質膜 (SPE) 電解によるエネルギーキャリアや化学品合成の取り組み◆ 大 規模貯蔵・輸送を可能とする水素エネルギーキャリアの為の高効率
トルエン直接電解水素化電解槽の開発

VISION
再生可能エネルギーを水素エネルギーとして貯蔵・輸送・利用するためのオールジャパン体制構築に資する評価技術の◆ SPE 電解技術に基づいた革新的反応プロセスによる高付加価値化学品
合成の研究

標準化、革新的材料、電気化学応用プロセスの研究を推進する。具体的には、水電解の劣化機構解析と評価技術の標準化、燃料電池用電極触媒材料や直接電解水素化電解材料システム開発を通じて、再生可能エネルギーに対応した
水電解水素製造技術や水素製造システムの構築を目指す。

THEME
研究の概要
グリーン水素エネルギー社会の構築に向けた新たな電気化学応用プロセスとブレークスルー材料としてのコモンメタルナノ電極触媒
2050 年、CO2 排出量 80% 削減 (IPCC の 2℃シナリオ )固体高分子形燃料電池 (PEFC) 用電極触媒の取り組み◆ PEFC の本格普及のための安価で高活性かつ高耐久な白金代替触媒の開発◆ 世界初の酸化チタン・酸化ジルコニウムをベースとした新規酸素還元触媒の開発を目指すためには再生可能エネルギーを基盤としたエネルギー
やモノづくりの技術が必須です。海外の再生可能エネルギーを
高い効 率で 化 学エネルギー 化したり、モノづくりに利 用する技術、ならびに化学エネルギーを高効率で電力に変換する技術
がコアテクノロジーとなる。
本ユニットは、再エネ電力を用いた水素製 造、モノづくり、
エネルギーキャリア製造や燃料電池などの新たな膜型電気化学
プロセスの実用化のための基盤技術、高度解析技術、レアメタル
フリーの新規材料探索などの産学官プロジェクトを先導する。

PROGRAM● NEDO「水素利用等先導研究開発事業／水電解水素製造技術高度化のための基盤技術研究開発／アルカリ水電解及び固体高分子形
水電解の高度化」（2018‒22）代表 : 光島重徳、７受託機関＋協力企業群● JST-CREST「新たな生産プロセス構築のための電子やイオン等の能動的制御による革新的反応技術の創出／固体高分子電解質電解技術に基づく革新的反応プロセスの構築」（2018‒24）代表 : 跡部真人、４受託機関 + 協力企業群● NEDO「固体高分子形燃料電池利用高度化技術開発事業／普及拡大化基盤技術開発／非白金系触媒の革新的高機能化のためのメカ
ニズム解析（酸化物）」（2015-19）代表 : 石原顕光、５受託機関● JST-MOST（中国）共同研究「非カーボン金属酸化物担体－二元金属ナノクラスター相互作用を利用した新しい燃料電池複合触媒」（2016‒18）代表 : 石原顕光、横国‒北京大● トヨタ・モビリティ基金「水素社会構築に向けた革新研究助成／水素エネルギーキャリア合成の為の有機ハイドライド電解槽の高効率化」（2018‒20）代表：長澤兼作

19

20

IAS ANNUAL REPORT 20182018年度の主
・物理

イベント

積フ

トニクス研究ユニット

リティ研究ユニット

第IoT セ ュリティフォーラムを開

（ ：よ

エネル

な業 ・ 動のープロ

り大ール 2018 年 7

31

8

1

）

ッサ研究ユニット

イベント

International Wor shop on Integration of Nanooptics（ ：横浜国立大学

2019 年 314）

nanophotonics を開

リティ研究ユニット

21

22

IAS ANNUAL REPORT 2018

社会インフラストラクチの安研究ユニット

共創革新ダイナミクス研究ユニット

科学

エネル

ーシステムの安科学

研究ユニットイベント

モビリティの世界的な共同研究プログラム Program on Vehicle and Mobility Innovation(PVMI) に参
横浜主の「横浜イノベーターまつり in 関内」にて真鍋 PI が

（ ：横浜メディアビジネスセンター

素エネル

ー

）

化学研究ユニット

化学会論文

（ ：

23

2019 年を受

化学会第 86大会

京大学

2019 年

28）

24

IAS ANNUAL REPORT 2018

TOPICS 世界 、ダイ 中でエラー 性 子
科学
学

研究
長

理に成

横浜国立大学

大 大学院

谷

大学院

大学院

TOPICS 第 フェーズ・ ックオフシン ジウム開
国立大学

研究

先端

科学高等研究院
学横浜

横浜国立大学 先端科学高等研究院

学
高高等研究院長高

長谷部勇一学長

大

部科学
高等

国立大学

高等研究院長
研究

研究
研究

研究

研究
先

研究

国

学

ダイ

モンド中の

中心（NV 中心）と
学

子ビット

の

マイクロ

を

する ス ーセ

ンを

による

略

横浜国立大学ホームページより引用

http://www.ynu.ac.jp/hus/koho/20655/detail.html

25の人

IAS ホームページより引用

https://ias.ynu.ac.jp/sympo2019/index.html

26

野

TOPICS上 特 教授
学

院

学

研究院

学

学長

長谷部学長

学

研究

院

院

先端科学高等

院

院

長大

長大

学
学

本学士院 受 が

国

部科学

学

立

院

学
勇 大

大

学
学

高

学
横浜

国立大学

先端科学高等研究院

学

研究

大学

長谷部学長

先
大

先

先

院

学

研究
先

研究

学

横浜国立大学

先端科学高等研究院
研究

学

研究院

研究

先 端 科 学高 等 研 究 院

横浜国立大学ホームページより引用

http://www.ynu.ac.jp/hus/koho/21792/detail.html

27

学

IAS
ANNUAL REPORT2018

横浜国立大学先端科学高等研究院
Institute of Advanced Sciences, Yokohama National University〒240-8501 神奈川県横浜市保土ケ谷区常盤台 79-5
先端科学高等研究院棟 103 室TEL : 045-339-4454 FAX : 045-339-4280
E-mail : ias@ynu.ac.jp

ANNUALREPORT2018https://ias.ynu.ac.jp

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