Y NU横浜国立大学工学研究院
横浜国立大学大学院工学研究院https://kenkyuin.eng.ynu.ac.jp/ 2020 2002
工学研究院長梅澤修2020年からの世界的な新型コロナウイルス感染拡大は収まりをみせず、先行き不透明な状況が続いています。大学では、2021年4月より対面授業が再開され、キャンパスには学生の姿が戻ってきました。学生たちの会話する姿は、多感で様々な刺激を受容する若者本来の生活と健康が一部なりとも回復し、貴重な青春の時間を取り戻すことにつながればと期待します。そのためにも、社会ルール遵守と感染拡大防止に留意しながら、学生生活の環境が確保されることを願います。このように大学生活のありようが大きく変わりつつあるなか、2018年4月1日に発足した理工学府の完成を無事迎えることができました。2021年4月1日、横浜国立大学長には、工学研究院から梅原出教授が就任されました。そして、横浜国立大学理工系学部・大学院は、大正9  (1920)年にその前身である横浜高等工業学校として発足以来、創立100周年を迎え、新たな100年に向けた一歩を踏み出しました。このように、大きな節目を迎えたところですが、予定しておりました理工系創立100周年記念式典・講演会等の開催を2021年11月に延期し、記念誌の編纂と一部のキャンパス整備事業が進行しております。化学棟（旧物質工学科化学棟）の改修工事も完了し、隣接する「名教自然」碑の清掃、樹木の伐採・剪定、碑の周辺整備と併せ、40年の時を刻んできた緑あふれる常盤台キャンパスも徐々に模様替えしております。 2021年は、第4期中期目標・中期計画策定に向けて作業が進んでおります。学長メッセージに掲げられた、「知の統合型大学として世界水準の研究大学を目指す」を実現するべく、工学研究院・理工学府がその先頭に立って実践的研究の拠点へと一歩一歩前進してまいりたいと存じます。現実の社会との関わりを重視する「実践性」、新しい試みを意欲的に推進する「先進性」、社会全体に大きく門戸を開く「開放性」、海外との交流を促進する「国際性」、これら建学からの歴史の中で培われた４つの精神の実践を旨とし、令和における世界の学術研究と教育に重要な地歩を築くべく、努力を重ねることを宣言するものです。 [知の創造]と「人材の育成」という大学の本質に変わりは無いと信じ、今我々に課されていることに努め、予見される令和時代の「ものづくり」に対して中心的・先導的に貢献できる人材やイノベーションの創出を担う人材の育成につながるよう、「名教自然」の理念のもと培われた伝統を大切に、工学研究院・理工学府の教職員一同、努めてまいります。 11
副研究院長（研究担当）馬場俊彦
●マルチカラー３Dプリンタ
機械工学ユニットの丸尾昭二教授らは、JST CRESTプロジェクトの中でマルチマテリアル3 Dプリンティング技術を開発し、その応用に取り組んでいます。今回、複数種の光硬化性樹脂液滴を入替えたマルチカラー微小構造体の３Ｄ造形に成功し、米国光学会のSpotlight on Opticsなどで紹介されました。現在、ガラスやゲルなど多様な材料を用いた造形の応用展開を目指しています。
●人工衛星の超小型エンジン
機械工学ユニット・鷹尾祥典准教授のグループは、近年急激に需要が高まっている超小型人工衛星にも搭載可能な推進エンジンを開発しています。本研究では、水を推進剤とするイオンエンジンの3次元プラズマ粒子シミュレーション法を世界で初めて構築し、実験を再現する放電特性の確認に成功しました。本成果は日本航空宇宙学会奨励賞を受賞しています。
●船の周囲の波を予測
近年、大型化の著しい船舶の構造安全性確保のため、モニタリンブとIoT・情報技術の活用が注目されています。海洋空間システムデザインユニット・岡田哲男教授、川村恭己教授、満行泰河准教授のグループは、計測された船体応答から遭遇波浪情報を推定する方法を開発しました。この成果はJournal of Marine Science and Technology誌等に掲載され、未来の安全技術として期待されています。
●高感度なNMR開発と生体分析
核磁気共鳴法(NMR)は化学の主要な分析手法の一つですが、測定感度が低いという問題があります。先端化学ユニット・児嶋長次郎教授のグループは、電磁波パルス列の工夫により信号強度が2倍になる汎用性の高いNMRを開発しました。今まで感度増大法がなかった炭素検出にも適用でき、生体材料への応用を可能にするものです。この成果はJournal of Magnetic Resonanceにに発表されました。
●レーザによる金属材料の改質
化学応用・パイオユニットの高橋宏治教授は、レーザピーニング等の先進的な表面改質技術により、金属材料を長寿命化するとともに、強度を半減させるような大きな表面欠陥を強度上無害化する手法を開発しました。これらの成果は2020年の日本ばね学会・技術賞を受賞しました。本研究の応用により、金属疲労を原因とした輸送機器や構造物の破壊事故の防止が期待されます。
●超伝導プロセッサが省電力に
電子情報システムユニット・吉川信行教授らのグループは、超伝導回路に断熱技術を導入した超省電力マイクロプロセッサの実証に世界で初めて成功しました。現在の半導体プロセッサより５桁以上（冷却用電力を見込んでも２桁以上）も省電力で、高性能コンピュータや量子コンピュータの制御回路への応用が期待されます。この成果はIEEE Spectrumをはじめ多くのメディアで報道されました。
●ベンチャーでヘルスケア大賞などを受賞
電子情報システムユニット・島圭介准教授は、自ら設立した合同会社アントラクトと共に、人の転倒リスクの評価手法と転倒防止の訓練を支援する技術を開発、第2回ヘルスケアベンチャー大賞の大賞、第1回ケアテックグランプリ最優秀賞／オムロン賞／日本ユニシス賞、かながわビジネスオーディション2021神奈川県信用保証協会賞など、数々の受賞に輝きました。
●超高エネルギー天文学へのブレイクスルー
物理工学ユニットの片寄祐作准教授が行う日中共同実験は、1014電子ボルト台の宇宙ガンマ線観測に世界で初めて成功しました。ままた天の川からは最強の宇宙線源（ペバトロン）が多数存在することを示しました。これらの研究成果は学術誌Nature  Astronomy等に発表され、世界中で注目されています。右図は東京大学宇宙線研究所・若林菜穂氏にご提供いただいたものです。
●量子コンピュータでムーンショット採択
物理工学ユニットの小坂英男教授は、総合科学技術・イノベーション会議の提言を受けて設立された大型プロジェクト[ムーンショット」の目標6  [2050年までに、経済・産業・安全保障を飛躍的に発展させる誤り耐性型汎用量子コンピュータを実現」のプログラムマネージャの一人に選ばれました。本学を中心に、他の大学・研究機関を巻き込んだ研究開発がスタートしています。
● 4教員が文科大臣表彰若手科学者賞
年度末に喜ばしいニュースが飛び込んできました。先端化学ユニットで宇宙生命科学を研究する癸生川陽子准教授、電子情報システムユニットでヘルスケア技術を研究する島圭介准教授、プラズモニクスを研究する西島喜明准教授、光ファイパセンサを研究する水野洋輔准教授の計4名が、文部科学大臣表彰若手科学者賞受賞に内定しました。表彰は2021年度に行われます。
工学研究院・副研究院長（教育担当）獨古篤2018年4月に理工学府が設置されてから３年が経過し、理工学府は2021年3月に博士課程後期も含めて完成いたしました。2021年3月に予定されていた修了式は新型コロナウィルス(COVID-19)の感染拡大防止のため中止となりましたが、各専攻にて感染防止策を徹底した上で、博士（理学）６名、博士（工学)  13名、修士（理学）78名、修士（工学）268名の学位授与を行い、修了生を送り出しました。理工学府の入学者選抜では、2020年10月入学および2021年4月入学の試験を2020年8月に実施しました。試験はCOVID-19感染防止を徹底して、主として筆記試験により行いましたが、日本に入国できない留学生等にも配慮し、一部はオンラインでの試験を実施しました。博士課程前期に関しては、各専攻ともにほぼ入学定員を充足しており、定員の105%以内で管理できています。また、博士課程後期学生に関しても、定員41名に対して2018年度は41名が入学、 2019年度は48名、2020年度は51名と順調に推移しており、学位授与機関として着実に実績を積み重ねています。また、工学府に設置されていた連携講座を更新し、理工学府の連携講座として引き続き外部機関や企業等と連携して理工学府学生の教育環境を充実させているところです。 2020年度はCOVID-19感染拡大防止のため、講義科目に関しては全て遠隔授業となりましたが、実験や演習科目（研究室での卒業研究を含む）は一部対面で実施しました。 2020年度は遠隔授業を強いられましたが、各教員はこの期間に授業を工夫して実施し、オンラインコンテンツなども含めて授業資料も充実させました。 Withコロナの2021年度は、学内における感染防止を徹底し、講義棟教室の入室定員を通常の６～７割程度に抑えるなどして、本格的に対面授業を再開しています。今年度の授業では、多くの教員が昨年度に準備した授業資料を有効に活用してアップデートしながら、学生の効果的な学修に繋げています。理工学府では、研究中心の大学・大学院を目指し、博士課程前期学生で論文の著者となった学生に対する2017年度から論文顕彰制度を設け、学生が執筆した英語論文の英文校閲料を支援する予算を学長戦略経費として獲得するなどして、学生の研究活動を支援しています。その結果、博士課程前期学生の論文数が2017年度は88本、2018年度は114本、 2019年度は143本、2020年度は138本と順調に増加傾向にあります。このような取り組みにより学生の論理的思考力を養うと同時に、工学研究院の研究力向上に繋げています。 2020年に日本経済新聞社と日経HRが実施した企業の人事担当者から見た大学イメージ調査で、本学が総合ランキング2位にランクインし、大学通信が実施した2020年卒の有名企業400社への実就職率ランキングによると、本学は有名企業400社への実就職率が32.2%で、全国の国公私立大学の中で13位、国立大学の中で8位にランクインしました。理工学府では、学部・大学院教育改善のために企業の方々のご意見を伺うため、アンケートを実施したところ、本学卒業生が備えていると思われる項目として「問題解決能力」と「論理的な思考力」、不足していると思われる項目として「問題発掘力」との回答が多くありました。今後、学生の「問題発掘力」の向上のために、学部・大学院のカリキュラム改善に取り組んでいく予定です。また、「問題発掘力」は博士課程後期学生には必須の能力ですが、今後は、博士課程後期進学者の増加に向けての取り組みを合わせて進めていきたいと考えています。
工学研究院知的構造の創生部門教授先端科学高等研究院量子情報研究センター長小坂英男ムーンショット研究が昨年12月に正式に活動を開始しました。 [ムーンショット」とは、 ｢月へのロケット打ち上げ」の意味で、ジョン・F・ケネディの1961年に始まるアポロ計画が言葉の由来です。当時は夢物語だった有人月面着陸をアメリカはこの合言葉を元に成功させ、ロケットや宇宙船の開発だけでなく通信、コンピュータなど周辺技術の発展に大きく寄与しました。日本におけるムーンショット研究（正式にはムーンショット型研究開発制度）は、内閣府が総合科学技術・イノベーション会議でこの数年間審議した上で閣議決定し、昨年に制度化したものです。本制度は10年計画ですが、総合科学技術・イノベーション会議ではこの数年間専門家を内閣府に何度も招集して2050年まで30年間のロードマップを策定し、私も専門委員として一部貢献しました。ムーンショット全体ではAI、ロボット、バイオ、環境、量子、医療など７つの目標が制度化さ文部科学省資料（令和２年２月）れ、そのうち目標６がJSTの事業化した量子情報分野の［2050年までに、経済・産業・安全保障を飛躍的に発展させる誤り耐性型汎用量子コンピュータを実現」です。目標６はさらに３つのカテゴリー「ハードウェア、ネットワーク、ソフトウェア」に分けられ(図参照)、このうちネットワークカテゴリーのプロジェクトマネージャー（PM)に私、小坂が就任しました。プロジェクト名は「量子計算網構築のための量子インターフェース開発」です。量子コンピュータの開発が日米欧中で爆発的に加速していますが、その性能はトランジスタに例えれば、真空管から漸く半導体に移行した程度と言えます。その根本的課題は、トランジスタがTTLに代表される閾値処理により誤り耐性を獲得したのと同様の誤り耐性を、現状の量子ビットは未だ獲得していないことです。既に理論的には様々な方式が開発されていますが、その代表である表面符号は一つの論理量子ビットを構成するのに膨大な数の物理量子ビットを要求し、このままでは月が遠すぎてかすんで見えます。目標6はこの問題を様々な物理系に立ち戻って解決しようとするもので、小坂プロジェクトでは量子ネットワークによる量子コンピュータの分散化で課題解決を目指します。単純なネットワーク接続ではかえって性能が劣化するので、インターフェース自体が誤り耐性型量子メモリを持ち、量子ビットを光量子でネットワーク接続することで規模が拡大できるだけでなく、誤り耐性まで獲得することを目指します。本プロジェクトはダイヤモンド量子メモリ、オプトメカニカル結晶、ピエゾマイクロ波共振器の３つのチームにより構成され、横国、東大、京大などの大学、産総研、物材機構、量研機構、理研などの国研が参画します。本学からは馬場俊彦教授、吉川信行教授、小坂（兼務）も課題推進者(研究代表者)となり各研究グループを構成します。ムーンショット研究の特徴は、科研費などのボトムアップ方式とは逆に、国が策定する計画に基づきトップダウンで方針決定されるもので、PMとしては基礎研究と社会実装という両面性だけではない極めて困難な舵取りを要求されます。本学では、昨年10月に発足した量子情報研究センターを軸に活動を支援していきます。

■職員数 理工学系

２０２０年度文部科学省・日本学術振興会科学研究費補助金（１０,０００千円以上）
２０２０年度政府関係機関との受託研究・受託事業・共同研究（１０,０００千円以上）国立研究開発法人日本医療研究開発機構※ 1 ※ 2国立研究開発法人新工ネルギー・産業技術総合開発機構※３国立研究開発法人科学技術振興機構※ 4戦略的創造研究推進事業/戦略的創造研究推進事業/チーム型研究※ 5 ※ 6  戦略的創造研究推進事業/個人型研究– Чоск執筆者一覧 (五十音順)梅澤　修　教授小坂英男　教授獨占       教授馬場換声 教授編集者 横浜国立大学大学院工学研究院企画経営会議発行者 工学研究院長 梅澤 修発行所 〒240-8501横浜市保土ク谷区常総台79-5 Tel : 045-339-3804 Fax : 045-339-3819発行日  2021年６月デザイン