科學研究 - 【先驅科研人】在師生關係密切的高專，肩負起研究和教育的責任

水戶慎一郎
東京工業高等專科電子工學科副教授
出生於廣島。2011年畢業於豐橋技術科學大學研究生院工學研究科電氣·電子資訊工程學專業博士後期課程。博士（工學）。先後歷任亞利桑那大學College of Optical Sciences客座研究員、豐橋技術科學大學高專協作推進中心協作副教授等，2017年起任現職。2018年～2019年、2021～2022年二次成爲A-STEP專案研究員。

Q1. 請您回顧一下學生時代
A1. 從小學開始就喜歡動手做東西
　　曾在機器人競賽社團埋頭製作到深夜

我從小學就開始喜歡做東西，經常自制木玩具給自己玩。對「哆啦A夢」和「奇天烈大百科」等動畫中出現的道具裏面的機關總是充滿好奇，總是幻想自己將來也要製作出這樣有趣的裝置。

中學畢業後，我升入廣島商船高等專科（以下簡稱「高專」），並加入了機器人競賽社團。爲了準備機器人大賽，常常埋頭幹到深夜。從中獲得的歷練和技能，對後來參加A-STEP專案也頗有助益。

獲得博士學位之後，正在思考讓自身所學能有用武之地的時候，大學時代的指導老師給我介紹了現在的工作。我相信自己充分理解高專的優勢，而且認爲高專的師生關係比大學更爲緊密，這樣的環境更能激發自己的研究，因此就欣然接受了這份工作。

Q2. 請教一下在高專的研究工作
A2. 隨機數生成和IoT設備的開發
　　與當地企業合作，面向社會推廣應用

在資訊安全的世界裏，爲了使資訊在流透過程中不被外部擷取到資料，需要使用「隨機數」。但是，近年來資訊量呈爆炸式增長，今後還需要更大量的隨機數。爲了解決隨機數不足的問題，我想到了自己參與的磁光學和光調變器等研究或許可以用來解決問題。

以圖像感測器作爲噪音源最核心部分的隨機數產生器，不僅成本低尺寸小，還可以提供大量的隨機數。

想要生成隨機數，需要一個引發物理可用能現象的「噪音源」。在智慧型手機等設備上所使用的圖像感測器，不僅可以利用小型零件將大量的類比資料實施高速數位轉換，而且由於它的應用已經廣泛普及，所以可以低價買到。於是，我們在世界上首次提出了將磁性工程材料與圖像感測器相結合的「量子物理可用能隨機數產生器」。我們現在的目標是研發出一個USB記憶體大小、生成能力相當於現在100倍的每秒1Gbit（1G爲10億）產生器。

與此同時，我們還在大力推進產學合作。由畢業於東京高專的校友做社長和員工的當地中小企業，有從事樹脂注塑模製業務的，我們開始的時候商談委託他們製作研究室開發的感測器蓋，後來雙方情投意合決定共同開發監測工廠電力使用量的新感測器。在A-STEP專案的支援下，由高專負責設備的提案和開發，由企業負責批量生產和產品支援，雙方在各自擅長的領域發揮了優勢。企業方面也透過開發獲得了相關的經驗技術，拓寬了業務範圍，促使雙方構建起了互利共贏的合作關係。該感測器現在已經應用於諸多企業。除此之外，我們還在從事利用AI技術推定二氧化碳濃度的設備，以及狩獵陷阱監測系統的開發等工作。

Q3. 對未來想從事科研工作的人有什麼想說的
A3. 克服失敗的程序也是成果
　　讓我們成爲享受研究程序的人

在研發程序中，我和學生們經歷過無數的煩惱和痛苦，也曾經有過在一道工序上不斷推倒反復重來的時候。我的感受是，無論是「進展順利」抑或是「徹底失敗」，這兩種結果都會成爲自己成長的動力之源，因爲克服失敗的程序其實也是我們在研究之路上獲得的成果之一。