東京大学産学連携プロポーザル

近年、経済発展が著しいベトナムに対して国家間の関係強化や企業間の事業展開が図られているが、相互信頼を深めるためには、現地の言語を出来るだけ正確に理解し、習得することが望ましい。日本においては、ベトナム語の教材は会話程度の初級までが殆んどで、書簡や契約書などの中級以上の学習は難しい状況にある。 この研究室では、ベトナムにおける書記言語（文字を媒介とする言語）の変遷過程を研究しており、漢字やローマ字との関係を中心とするベトナム語の文字表記に造詣が深い。 この中で、語学教育にも力を入れており、視聴覚手法を積極的に取り入れて、文法・語彙双方の段階的な積み上げを効率化する教材を開発している。メディアは書籍などの出版物だけではなく、e-ラーニングにも対応できるシステマティックな構築を目指しており、ハノイ国家大学との共同開発も検討中である。

この研究室では、強力な生物活性を持つ天然有機化合物の有機合成化学による構築と機能解析を中心研究課題としている。研究基盤分子は、タンパク質などの生体高分子に作用する極性官能基が密集した天然物と、イオンチャネルタンパク質そのものの活性をもちうる巨大ペプチド系天然物などである。多くの合成工程を要する複雑な有機分子の全合成においては、各工程の収率の向上と合成工程数の減少が、合成の効率化に重要になる。そのため、部分構造を連結する収束的合成と、官能基変換を減少できる選択的官能基化などの開発を遂行している。さらに、自由自在に三次元原子配列を操れる有機合成化学を武器に、天然物が本来持たない機能を付与した新生物活性分子の人工的創出を目指している。

本研究室では、様々なデータの統計的分析手法（データサイエンス手法）に関する研究を行っており、特にベイズ統計や状態空間モデルを用いたデータ解析手法の効果的な活用・理論開発およびその実装に取り組んでいる。 態空間モデルとは、観測されているデータに背景に「見えない構造」が隠されていることを想定した分析モデルであり、購買行動における顧客の様々な嗜好、患者ごとに異なる治療効果、物件価格のエリア別の相場感、市場全体の流れや潜在的需要、などの「データからは直接見えないが分析において重要な情報」を自然に扱うことが可能となる。また、上記のような、分析者が直感的に理解しやすい概念をデータ分析に取り入れることで、分析結果を容易に解釈することが可能となる。これは、AIや機械学習の単純な運用では必ずしも達成することができない性質であり、分析結果をもとに政策的・経営的な意思決定を実施していく上での大きな利点となる。 このような分析技術を活用することで、「産」「官」が抱える様々なデータ分析的課題を解決することが可能であると考えている。

ソフトウェアの信頼性を高めるため、本研究室では、「高階モデル検査」「型理論」などをはじめとする理論計算機科学を駆使してソフトウェアや暗号通信プロトコルを自動検証するための理論およびそれに基づく自動検証ツールの研究を行っている。 現在重点的に取り組んでいる「高階モデル検査」は、ハードウェアやソフトウェアを数学的にモデル化し、網羅的に検証する技術として注目されてきた「モデル検査」をより強力にしたものであり、本研究室において世界に先駆けて実現された検証技術である。本研究室ではこの高階モデル検査手法の改良を進めるとともに、その応用として、プログラムの全自動検証ツールの構築などを行っている。 　

欧州発であるCircular Economyといった概念の広まり、低炭素化と資源循環の両立など、より高い目標を掲げつつ我が国における循環型社会形成に向けた社会的な取り組みはますます進んでいるところであるが、一般廃棄物処理の最後の砦が自治体による処理であることは何ら変わらない。そうしたなか、平成25年度4月より小型家電リサイクル法が施行され、自治体の廃棄物処理にもますます多様なリサイクルが求められるようになりつつある。当然、施設の規模や配置の決定・収集運搬システムの設計など、自治体におけるリサイクルシステム設計は難しくなる一方である。またそうした中、明示的な費用便益分析から、環境負荷の推計まで説明責任という意味においては、様々な情報を正確に整理する必要もある。 本テーマの中では、自治体並びに民間企業から、こうしたシステム設計にかかる基礎情報を得、研究者サイドで必要な最適化、環境負荷計算などを行うことでその設計に貢献することを意図するものである。担当研究者（村上）は一般廃棄物処理の収集・運搬システムの計算モデルの設計や、関連する費用便益分析、LCA等に実績を持つ。さらに、昨今良く聞かれるCritical Metalに関する研究も多く、リサイクルのターゲットとすべき金属の同定なども研究対象である。研究者側としては、実際のデータを基にこうした設計を行うことで、具体的な情報収集を行い研究のさらなる発展へ活かすと共に、研究を補助する学生の人材育成にも寄与することになると期待している。

多様な業務を同時並行的に行う人の行動を、何らかのセンサ系で認識し、その行動遂行を円滑にするべく支援する研究を行っている。例えば、製造工程、看護師、介護職、管理業務に従事している人等々が、各瞬間においてどの業務を遂行していて、全体としての業務進捗状況がどうなっているか、今後どのような手順で業務遂行するべきかについて、センシング技術やスケジューリング技術を用いて支援する方法論の提案ならびにシステム構築を行う予定である。

紫外発光ダイオード（UV-LED）を光源とする紫外線処理技術の研究開発に取り組んでいる。具体的には、紫外線による消毒（浄水、下水再生水など）の研究実績が多く、加えて、紫外線を利用した光化学分解（水中の溶存有機物など）の基礎研究も行っている。水以外にも、医薬系の流体を対象とする研究も実施している。 紫外線照射による微生物の不活化は、消毒技術として既に確立されており、有害な消毒副生成物を生じないこと、塩素消毒剤への耐性が極めて高い病原性原虫であるクリプトスポリジウムに極めて有効であること、既存施設に追加設置しやすいこと、維持管理が比較的容易であることなどの特徴を有している。紫外線による水処理技術の応用分野は、浄水処理、下水処理にとどまらず、食品、飲料、医薬品、化粧品などの各種製造業や、水産養殖業、水族館、温泉やスイミングプールなど、多様な分野で水の消毒に活用されている。 従来の浄水処理では、紫外線光源として水銀灯が用いられており、ランプ破損時の水銀漏洩リスクはゼロではない。一方、近年市場に登場したUV-LEDは超小型かつ無水銀の特徴を持ち、従来の水銀灯ではなしえなかった装置形状や用途が可能になると期待される。たとえば、水道システムが未成熟な途上国では家庭用の小型浄水器が急速に普及しつつあり、それらにUV-LEDを組み込むことで、飲み水の安全性を飛躍的に高められる可能性がある。また、先進国でも、過疎地や離島など大規模集約型のインフラ水道施設の維持が困難な地域において、地産地消で安定的に安全な水を得る分散型処理技術としての活用が望まれる。その他、従来のランプ形状に縛られない自由な発想で、使う場と用途を具体的に想定したUV-LED装置開発が期待されている。

工場、配送センター、倉庫等の環境において物流作業を司る搬送システム設計を目指した研究を進めている。具体的には、搬送機としての無人搬送車(Automated Guided Vehicle, AGV)やフォークリフト、クレーン等の行動則設計、台数設計等が研究課題となる。解導出に際して、この研究室が提案する設計法（動作計画理論とネットワーク最適化理論、共進化的計算を組み合わせた方法）はこれらの問題への対応に有効であり、これを実際の物流設計に役立てたいと考えている。

様々なサービス領域においてサービス提供者にどのような知識やスキル、態度が必要とされるかを理解、整理することは高付加価値のあるサービスを提供するために不可欠である。この研究室では，このようなコンピテンシー分析に必要とされるインタビューやフィールド観察の設計、データ収集・分析手法の開発、可視化、オントロジー構築という一連の技術に関する研究を体系的に行っている。これまでにも災害時の看護サービスに要されるコンピテンシー抽出や教材開発等の実績がある。

企業や組織のオペレーションは複雑であり、新しい技術の導入効果には不確実性を伴う。情報技術の導入ではPOC(Proof Of Concept)による解決が期待されるが十分ではない。例えば、輸送システムにおいて新しいセンサー導入等による個別の輸送機器の故障率改善が、影響伝播や創発的効果を通じてシステム全体にどのような効果を及ぼすかを見積もることは困難である。本研究室では、新技術導入、組織変更、製品開発プロセス革新などによるトランスフォーメーションの影響評価に企業パートナーとともに取り組んでいる。