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研究活動

塩見 準

Profile

塩見 準Jun Shiomi

情報システム工学専攻 知的集積システム講座 准教授

研究内容について教えてください。

私は低電力な、社会に溶け込むような集積回路の設計を研究しています。また、最近は、光コンピューティングという、光を使って計算する技術があるのですが、それを使った次世代計算技術の研究を始めています。

社会に溶け込む集積回路というのは、具体的には昨今のエッジデバイスやIoTをイメージしてもらえたらと思います。

人の体や壁や物などに取り付けて、10年くらい電池だけで動くデバイスを動かすためには、低電力のデバイスがかならず必要になります。ですので、そういった低電力で電池を食わない集積回路の設計を研究しています。
例えば、回路を工夫してなるべくエネルギーを下げたり、本来想定されている電圧値より低い、普通なら絶対に動かないような電圧で動かしてもちゃんと動く回路を作ったりできないか、という研究です。

この研究の根底にあるのは、回路の性能にばらつきが発生するということです。具体的に言うと、同じ半導体素子を作っても性能にわずかなばらつきが発生します。さらに、半導体素子を使い続けていくと性能が徐々に劣化していきます。回路のスイッチになるのはトランジスタで、それが何十億個も繋がって計算機というのは作られているのですが、このような"想定外"なばらつきや劣化が個々のトランジスタに蓄積すると、トランジスタでくみ上げた回路が意図通り動かなくなり、最終的には故障します。さらに、トランジスタが1個でも動作不良に陥ると、システム全体がだめになります。電力を絞るために、電圧を下げて動かすと、このばらつきがさらに強調されて余計に回路が動かなくなるんですよね。

人間でたとえると、学校の授業を風邪で欠席してしまう人ってたまにいますよね。人間だと仕方ないことなのですが、集積回路だと、一回の欠席でも許されない。何十億個のトランジスタがあって、全員が揃わないとちゃんと動けない。集団責任なんです。何十億個のトランジスタが全て、何十年も動かないといけないというのは、そもそもかなり奇跡のようなことなのですね。

ですので、性能はばらつく・劣化する、という状態を加味して回路を作る、というのが重要になってきます。例えば、何10億個あるトランジスタがばらついたり劣化したしてもちゃんと動く回路設計の技術を研究しています。それが可能になると、これまで大きな電池で動かなければいけなかったようなスマートフォンのようなデバイスが、すごい微弱な電力源でも動作するようになります。

先生が研究を始めることを決められたきっかけを教えていただけますか。

私が入学したのは、京都大学の工学部電気電子工学科です。当時は具体的に何を研究したいという気持ちはなかったのですが、漠然と量子コンピュータがしたかったです。ただ、当時京都大学には量子コンピュータの研究室がなかったのですね。

当時からテレビゲームやパソコンなどの計算機にふれあう機会がたくさんあり、集積回路の研究室に行こうと決めて、京都大学情報学研究科 小野寺研究室に入りました。そこでの研究が、非常にローパワーで回路を設計する、というもので、通常の回路で用いる電圧の半分や三分の一低い電圧で回路を作る、という試みでした。そこから始まってローパワーで回路を作る研究を続けることになりました。

最近はご縁があって、光を変調して計算するものや、半導体チップ上で光を制御する、という研究にも参加させて頂いています。そこでは新計算コンピュータの研究をやったりしています。

新計算コンピュータというのは、セキュアなコンピュータの研究の一環になります。耐タンパー性という指標があるのですが、集積回路は動作すると電気が流れて電磁波を持つのですが、そこの電磁波を拾うと、中で何をしているかが分かってしまうことがあります。なので電磁波の暗号処理ができてしまうと、秘密鍵が分かってしまうなど、セキュリティ上の問題が指摘されていたりしています。

それであれば、光を変調して計算するコンピュータだと、外に情報が漏れないのでは? というのがこのプロジェクトの本旨です。例えば、従来の集積回路が取り扱う電圧や電流と違って、光は波の性質を示します。波の振幅や位相など、従来の電気ベースの集積回路では表現できない物理量に論理情報を隠すことで、光でセキュアなコンピュータを作れば、情報が外に漏れないのではないか。そういうプロジェクトに携わっています。

ローパワーなデバイスとセキュアなコンピュータ、というのは、最近ようやく関連性が見えてきたくらいの研究テーマです。その好例がIoTです。IoTで人の心拍を測ったり自動車を制御したり、というのは、低電力でなければいけないし、かつ、覗かれないデバイスである必要がある。というので、最近は二つをつなげるような研究が行われてきています。

先生は京都大学から阪大の情報科学研究科に移られてきたばかりですが、京大と阪大にはどのような違いがあると思いますか。

移る前の印象では、有名な研究を数多く手がけている、すごい集団だなということですね。それでいて喧伝せず、静かに研究を淡々とこなされている大学だな、という印象はありました。

研究内容では、ソフトウェアやアプリケーションの研究が多いイメージがありました。私はこれまで、ローパワーな集積回路の設計や、セキュリティといった、ハードウェアベースの研究をしていたんですね。ですので、そういうところに行ったら、学際的な新しい研究の視点が創造できるのではないかな、と思い、情報科学研究科に入門することを決めました。

研究科の学生さんは、素直でまじめな子が多いなと思います。教員の意図を汲み取って動いてくれる。教員の言いたいことを理解して、それに基づいて自分で動いてくれる人が多いような気がします。

ひとつの研究を続けていると、行き詰まってしまったり、解決するための糸口が見えなかったりすることもあるかと思いますが、塩見先生はどのように対処されていますか。

考え続けてもどうしようもならない時は、ひとまず問題を寝かせますね。そのうえで全く別のプロジェクトの論文を読んでいたりすると、寝かせていた課題の解決方法をたまたま見つけて、「おおっ」となることがあります。見つかればそのまま研究に持っていくこともできるので、偶然要素に任せるというのはよくやります。

あまり偉そうなことは言えないのですが、色々なところにアンテナを張って、全く別のことをしながら「これはここに使えるんじゃないか」と考える――学際的な視野でものをみる、というのをやるといいのかなと思っています。

自分で一つの問題をずっと考えているのは大好きなんですが、問い立てが偏りやすくなってしまい、新しい解がなかなか出てこないんですよね。これには何の意味があるんだろうと思いながらでも、異なる分野の話を聞いたりすると、新しい出会いがあったりします。それが研究にはいいのだろうと思います。

新しい出会いは自分で作るのも大事だと思っています。最近はとんこつと製麺機と鍋を通販で買って、ラーメンを一から作りました。自分でスープを煮込んで、製麺して、おうちラーメンをするというプロジェクトです。これまで3回やったのですが、意外と家でも作れるので面白いですね。大変ですが3~4時間あれば麺とスープを作れます。一人で練って製麺するのは重労働ですが、無心に作業していると、新しい発見があって面白いです。

博士を取った後について悩むことがあるのですが、塩見先生はいつ頃からアカデミアに残ろうと思われていたのでしょうか。

僕は大学に入学した頃から博士になろうと漠然と思っていましたが、博士を取るところまでしかビジョンはなかったですね。興味の赴くままに研究をしていて、気づいたら今の仕事をしています。

ただ、卒業してからもアカデミアに残ると、学生さんがつきます。学生さんを指導したり、学内運営にも携わっていくことになります。自分以外のことを考えなければならない時間が増え、自分に使える時間がとても減っていくな、というのは感じました。

僕は早期卒業をしたのですが、卒業してから、研究だけできた時間は貴重だったな、と思い返しています。大いに悩んで自由な3年間を過ごすのは、すごく良いことだと思います。

学生さんより

Wさん 修士の時は授業に出なければいけないし、就活もしなければいけない。研究以外のことに費やす時間の方がよっぽど多いように感じていました。博士に行くと、2年生くらいまでは研究だけに集中できるので、気楽だなと思うことがあります。
あまり研究に関することではないのですが、僕の研究室では今は僕が一番年上です。

修士までは研究室の運営や後輩の面倒を見ることはあまり考えなくてよかったのですが、博士課程になると後輩の面倒を見たり、グループ研究を見守ったり、普段の生活が円滑に進んでいるかを確認したり、そういう責任度は増した気がします。
最近は気軽に研究の相談ができない人も増えてきているので、毎週個別のMTGを作って30分でも雑談をする時間を作っています。

Mさん 研究の相談をしていると、学会発表に行ったら?と勧められることが多かったです。実際に学会に参加してみると、自分が結構話せることがうれしくなるし、やっていることを他の研究者の方に伝えるのが楽しかったです。自分はこんなにすごい研究をしたよ、というのを認められたような気がして楽しかったです。

これから研究科を目指す学生に向けて、メッセージをお願いします。

情報科学研究科の先生方は、どんな先生も世界の最先端の研究をされています。自分が世界の最先端を突っ走っている、という気持ちを持ちながら、全力で研究をエンジョイすることができれば、研究科での日々を楽しめるのではないかと思います。自分に対しても自戒を込めてそのように思っています。大学の先生も、ぶっとんだ発言を期待しているところがあるので、ぶっとんだ発言ほど「おっ、それ面白いやん、研究してみよ」となってくれます。日々研究について考えて、新しく得られた知識で世界の最先端に立つ、という気持ちで楽しんでください。あと、大学の先生は雑談に飢えている先生が多いので、軽いノリでしゃべったら雑談に入ってくる人が多いです。先生とも後輩とも、気軽にコミュニケーションをとってみてください。

学生さんより

Mさん 分からない時や研究で行き詰った時、そもそも研究でどんなことをしていいかわからない、みたいな心配を先生に相談した時に、すぐに相談に乗ってくれたり、わからないことを一緒にまとめてくれたり、そのうえでどこに解決方法があるよ、どこから試していこう、といった解決方法を一緒に考えてくださる先生が多いです。

勉強・研究していくことについても、その分野で何も知らない状態から、研究できる最新の知識を身に着けるまで、手厚くフォローしてくれます。研究の仕方を教えてくれるので、何も知らなかった私でも研究者としての一歩を踏み出せるようになったんじゃないかな、と入ってみて思います。

Wさん フレンドリーで話しやすい先生が多いです。研究は普段の雑談から生まれることもあると思うのですが、ここでは「こんな社会になったらいいよね」という雑談からふっとプロジェクトが浮かんだりします。そういう即興的な面白さがあります。情報科学研究科の先生はみんな新しいもの好きで、目新しいことへアンテナを張っている人が多いです。

先生と話していると面白いなと感じることが増えたなたと思います。そういった雑談や会話も楽しみに研究科に来ていただけたらいいなと思います。

※撮影時のみマスクを外しています。