法人別リリース

岩手県久慈市から発見された恐竜時代の哺乳類化石とその重要性

早稲田大学 — Fri, 17 Jul 2026 13:00:00 +0900

　　　　　　　　　　　　　　　　　岩手県久慈市から発見された
恐竜時代の哺乳類化石とその重要性

久慈琥珀博物館の琥珀採掘体験場および隣接する脊椎動物化石凝集層（ボーンベッド）からは今から約9000万年前の恐竜の歯化石や、カメ類やワニ類の骨格など30種類を超える脊椎動物化石が2025年8月現在、あわせて3700点以上も発見されており、日本の恐竜時代（中生代白亜紀）の生物相を解明するための重要な地域となっています。今回は、久慈市で発見された哺乳類化石の研究成果について詳細を発表いたします。当該標本は国内でも極めて希少な中生代哺乳類の顎と歯の化石であり、岩手県からは初報告になります。

これまで、岩手県久慈市からは、多種多様な動・植物化石が報告されており、東アジアにおける中生代白亜紀の生物相を理解するうえで重要な化石産地として認識されています。脊椎動物の化石以外にも昆虫類や植物などの化石が数多く確認されており、後期白亜紀における陸上生態系の多様性を解明するうえで重要な成果が続々と報告されています。そのような中で、久慈層群（玉川層）から新たに哺乳類の化石が発見されました。久慈層群が堆積した後期白亜紀は、哺乳類の多様化が進む重要な時代であり、本報告によって、二つのグループ（多丘歯類と真獣類）の進化史の解明に大きく貢献できることが期待されます。国内の恐竜時代（中生代）の哺乳類化石は極めて希少であり、今回は7県目の報告となります（福島、石川、福井、兵庫、熊本、および鹿児島県から既報）。岩手県からは初めての報告となります。

化石が発見された場所と地層

今回の化石が発見された場所は、久慈琥珀博物館と早稲田大学が共同で発掘調査を行っている久慈市小久慈町にある露頭です。この地域に分布する久慈層群玉川層（後期白亜紀；約9000万年前．火山灰の放射性年代測定による）では、2012年3月から平山廉教授らによる発掘調査が実施されてきました。これまでに竜脚類（大型植物食恐竜）、獣脚類（肉食恐竜）、カメ類、ワニ類、コリストデラ類（絶滅した水性爬虫類）、サメ類など30種類、3500点を超える脊椎動物化石が発見されています。
　また、久慈琥珀博物館が運営する琥珀採掘体験場からは、新種として報告されたカメ類（アドクス・コハク）のほぼ完全な甲羅（2008年）をはじめとして、小型植物食恐竜（鳥盤類）の腰骨（2008年）、翼竜の翼の一部（中手骨：2010年）、肉食恐竜ティラノサウルス類の歯化石（2018年）、古代ザメ・ヒボダスの背棘（2019年）などの貴重な化石が200点ほど発見されています。このように，久慈琥珀博物館の周辺は、恐竜時代の琥珀と化石が数多く共産する世界でも稀な地域です。

久慈層群玉川層から発見された主な脊椎動物などの化石

2012年3月　早稲田大学による発掘調査地より大型植物食恐竜（竜脚類）の歯化石を発見
2015年3月　調査地より後期白亜紀ではアジア初となる「コリストデラ類」（絶滅した水生爬虫類）を日本古生物学会で発表、同年7月久慈市で記者発表
2016年3月　調査地より平山教授のゼミ生が岩手県初の肉食恐竜の歯化石を発見、記者発表
2018年6月　琥珀採掘体験場より高校生がティラノサウルス類の歯化石を発見（2019年4月に記者発表）
2019年5月　日本国内の後期白亜紀では初の古代ザメ　ヒボダス類の棘化石を琥珀採掘体験場から一般の体験者が発見（2020年7月に記者発表）
2021年4月　カメ類の新種（アドクス・コハク）を記者発表
2022年7月　竜脚類の歯に残された微細な傷から植物食であることを記者発表
2023年3月　カメ類リンドホルメミス科の下顎を小学生が発見（同年7月に記者発表）
2024年7月　ワニ類の分類や歯に残された微細な傷に基づく食性について記者発表
2025年7月　琥珀の中に保存された昆虫シリボソクロバチ類について記者発表
2026年3月　２種類の鳥盤類恐竜（角竜類とイグアノドン類）について記者発表

久慈産哺乳類化石の分類の研究成果について

標本（久慈琥珀博物館所蔵）
・OSD2202 (多丘歯類) ：右下顎第四小臼歯：長さ約3.9 mm
・OSD7119 (真獣類) 第五小臼歯と第一大臼歯が植立した右下顎の一部：長さ約4.4 mm、高さ約3.5 mm
化石産地：岩手県久慈市小久慈町を流れる大沢田川支流沿いの発掘現場
産出層準・時代：久慈層群玉川層上部のボーンベッド（後期白亜紀：約9000万年前）

久慈産哺乳類の発見と研究経緯について（所属は発見当時）
2018年8月：町田悠輔（愛媛大学）が多丘歯類の歯化石を発見
2025年8月：中村英人（福井県立大学）が真獣類の下顎を発見
2025年９月：福井県立恐竜博物館において歯化石の詳細な観察とCT撮影を開始

発見された哺乳類の化石記録
多丘歯類は白亜紀末の大量絶滅を生き延びたが、後に絶滅した。真獣類（有胎盤類とその祖先）と後獣類（有袋類とその祖先）は姉妹の関係で、現生種の主体となっている。Luo (2007)を一部改変。画像提供：福井県立恐竜博物館。

多丘歯類の化石について
多丘歯類は、中生代の中期ジュラ紀から新生代の始新世（約1億6500万～約3500万年前）まで生息していた哺乳類の絶滅グループです。今回報告の化石は多丘歯類の典型的な歯で、次のような特徴があります。

久慈市産の多丘歯類の復元図（© 小田　隆）
口の中に見える丸ノコのような形の歯が実際に見つかった部位。画像提供：小田　隆。

久慈市産の多丘歯類化石
右の下顎の第四小臼歯の歯冠（OSD2202、上段左: 頬側面観、上段右: 舌側面観）とCTデータから構築した三次元復元画像（下段）。スケールは 1 mm。画像提供：楠橋　直・久慈琥珀博物館

　発見された化石（OSD2202）は右下顎の第四小臼歯です。歯冠はほぼ保存されていますが、歯冠基部や歯根は欠損しています。
　当該標本（OSD2202：下顎の第四小臼歯）は、前方へ張り出し、その最前縁の位置が歯冠全体において比較的低いという特徴があります。このことから、第四小臼歯の前方に位置していた第三小臼歯は小さく、その上を覆うように第四小臼歯がオーバーハングしていたか、あるいは第三小臼歯は本来ない種類のものかと推定されます。このような第三と第四小臼歯は、多丘歯類の中でも派生的なグループであるキモロドン類の特徴です。また、歯冠の上縁に並ぶ鋸歯（小さなギザギザ）の数が14あること、歯の頬側の遠心（後の方向）にある咬頭（歯の突起）の位置から考えて、第四小臼歯の上縁は後方の大臼歯よりも上方へ突出していたと考えられます。当該標本はモンゴルの後期白亜紀の地層から報告されているキモロドン類とは異なり、むしろ北米から報告されているキモロドン類の一部と形態的に類似します。上縁の鋸歯が後方でやや大型化し、上縁が後方に向かうにつれて直線的に伸びる点も、北米のキモロドン類と似ています。したがって、当該標本は北米のキモロドン類かそれに近縁な種のものである可能性が高いと考えられます。新種の可能性もありますが、今後の検討課題です。

多丘歯類の化石発見の意義
　多丘歯類は下顎の小臼歯の数などにより、基盤的（原始的）な “プラギオラックス類”と派生的なキモロドン類に分けられます。“プラギオラックス類” はジュラ紀から前期白亜紀にかけて、またキモロドン類は後期白亜紀以降に栄えたグループで、特にキモロドン類は後期白亜紀のアジアや北米において繁栄した哺乳類グループです。しかし一方で、“プラギオラックス類” からキモロドン類への進化は、化石記録が乏しいため、依然としてわかっていません。
　アジアにおいては、前期白亜紀の後期に “プラギオラックス類” が多様化していたことが知られていて、日本でも手取層群桑島層（石川県白山市）や北谷層（福井県勝山市）から前期白亜紀の多丘歯類の化石が報告されています。しかし、久慈市のような後期白亜紀の前期の多丘歯類は、アジアでは中央アジアからわずかに知られているだけです。前期白亜紀のアジアのキモロドン類の化石はこれまで確認されていません。久慈市産の多丘歯類は、アジア最古のキモロドン類の可能性がある貴重な資料なのです。

真獣類の化石について
　真獣類は、現生哺乳類の主要グループである有胎盤類（お腹の中に胎児を宿し、大きな子を生む哺乳類。ヒトもこのなかま）と、その祖先的な化石種を含むグループです。

久慈市産真獣類の復元図（© 小田　隆）画像提供：小田　隆

久慈市産の真獣類の化石（OSD7119）

化石発見時の様子を示す。画面中央に下顎の骨の一部と歯が２つ見える。画像提供：平山　廉

　当該標本（OSD7119）は右の下顎の一部であり、形が異なる２つの歯が保存されています。側面から見た歯の一つは矢尻のような形のものと、もう一方は3つの突起で囲まれた窪みが2つある歯です。前者の歯は最後方の小臼歯（下顎第五小臼歯）であること、また後者の歯は下顎第一大臼歯と判断されます。顎の骨のなかに代生する歯はなく、成体のものと思われます。
哺乳類化石の種類を見分ける上で、大臼歯にはその種類の特徴が色濃く表れます。大臼歯の前半部（小臼歯に近い側）にある三つの突起で囲まれた高い部分をトリゴニッドと呼び、歯の後半部にも同様な突起と窪みがあり、それをタロニッドと呼びます。大臼歯の中央はトリゴニッドの高い壁（突起をつなぐ稜）が横切り、タロニッドとの段差となります。これは「トリボスフェニック」とよばれる大臼歯の構造です。特にタロニッドの窪みは、上あごの大臼歯の突起を受けて食べ物を砕く臼としての役目を、中央の段差となる壁は、上あごの大臼歯の縁とすり合う事で食べ物を断ち切ります。久慈市から産した真獣類の化石には、白亜紀に見られる典型的なトリボスフェニック型臼歯の特徴が表れています。トリボスフェニックの歯を持つ哺乳類は、古くは後期ジュラ紀（約1億6000万年前）もしくは白亜紀の初め（約1億4300万年前）から記録があり、「トリボスフェニダ類」と呼びます。

久慈市産真獣類化石（OSD7119）の三次元復元画像

第五小臼歯と第一大臼歯が植立した右下顎の一部。左の画像：頬側からみたもの（画像の左方が後方となる）、右の画像：舌側からみたもの（画像の右方が後方となる）。マイクロフォーカスCTの画像から復元したもの。小臼歯は単純な矢尻形だが、大臼歯は窪みがある2つの部位（前半のトリゴニッド、後半のタロニッド）からなる。スケールバーは1 mm。画像提供：福井県立恐竜博物館・久慈琥珀博物館

　トリボスフェニダ類は前期白亜紀（約1億4300 万～約１億年前）までに、真獣類（後に人類を含む有胎盤類を生み出す）と後獣類（後に有袋類を生み出す）に分かれて進化してきました。後期白亜紀（約1億～約6600万年前）には原始的な有胎盤類と有袋類がそれらのグループから現れます。彼らは、白亜紀末（約6600万年前）を生き延びて、現在の有胎盤類と有袋類へとさらに多様化しました。
　当該標本（OSD7119）は、前期と後期白亜紀の真獣類に見られる中間的な特徴を持ちます。１）第五小臼歯に臼状の窪みはなく、やや単純な構造をしていること、２）第一大臼歯に見られる突起はやや華奢で、トリゴニッドの窪みは白亜紀のなかまと比べてやや開いていること、３）タロニッドにある突起の配置や頑丈さは、より進歩したなかまに見られるほど際立った特徴は無いなど、比較的原始的な特徴があげられます。一方で、４）タロニッドはトリゴニッドよりもやや幅広く、その窪みに深みもあること、５）トリゴニッドの後方壁の中央部にタロニッドの稜がつながるなど、やや進歩的な特徴もあります。しかし、後期白亜紀の進歩的な真獣類よりは原始的です。以上の特徴から、北半球でも繫栄していた白亜紀の後獣類とも異なります。

真獣類の化石発見の意義
　久慈市の化石は、地質年代が約9000万年前と判明しており、同時代の哺乳類化石が世界的に乏しいことから、注目すべき存在です。その歯の特徴は、前期白亜紀の原始的な段階から、後期白亜紀に我々人類を含む有胎盤類を生み出す段階に移行する中間的なものです。したがって真獣類の進化とその多様性を知る上で重要な資料となります。この年代に相当する哺乳類の化石資料は、アジアではウズベキスタンなどの中央アジアの一部や、北米ではアメリカのユタ州など、限られた地域からしか資料がありません。当該標本に類似した哺乳類の化石はこれまで見つかっておらず、新種の哺乳類である可能性が考えられます。

まとめ
岩手県久慈市の久慈層群玉川層（後期白亜紀の初期：約9000万年前）から、2種類の哺乳類化石が発見され、共に哺乳類の進化と多様性に関する重要な資料であると判明しました。2種のうち一つは、植物を主食とする絶滅哺乳類（多丘歯類）の化石であり、もう一つは現生哺乳類の祖先に近い種類（原始的な真獣類）の化石です。今回の哺乳類化石は、白亜紀の久慈における動物相を理解するうえで重要な化石記録であり、本標本によって白亜紀の久慈には多様な哺乳類が生息していたことが示唆されました。また、白亜紀の後半は真獣類など哺乳類の多様化が顕著に進み始める重要な時代であり、とりわけ人類の祖先を含む真獣類の進化史の解明に対し大きな貢献が期待できます。

日本から知られている白亜紀の真獣類化石（参考）
　国内からは、これまで12種の恐竜時代の哺乳類化石の既報があり（福島1種、石川4種、福井3種、兵庫1種、熊本2種、鹿児島1種）、全て白亜紀のものです。真獣類の化石は久慈市以外の2か所（熊本１種と兵庫１種）から知られ、それぞれ新種の哺乳類として報告されました。久慈の化石はこれら過去報告のあった真獣類とは別の種類になります。

NEDO｢カーボンリサイクル・次世代火力発電等技術開発／CO2有効利用拠点における技術開発｣に採択

早稲田大学 — Thu, 16 Jul 2026 14:00:00 +0900

2026年7月16日
早稲田大学
株式会社ササクラ
住友大阪セメント株式会社
株式会社TBM
NEDO｢カーボンリサイクル・次世代火力発電等技術開発／CO2有効利用拠点における技術開発｣に採択～海水を用いたカーボンリサイクル技術の商用化に向けた研究開発を推進～

詳細は早稲田大学HPをご覧ください

株式会社ササクラ（社長：笹倉慎太郎、本社：大阪府大阪市）、住友大阪セメント株式会社（社長：諸橋央典、本社：東京都港区）、株式会社TBM（社長：山﨑敦義、本社：東京都千代田区）、学校法人早稲田大学（理事長：田中愛治、所在：東京都新宿区）の4者は、NEDO(国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構)が公募した「カーボンリサイクル・次世代火力発電等技術開発／CO2有効利用拠点における技術開発（補助事業）」（以下、「本事業」）に応募し、採択されたため、7月3日より本事業を開始いたしました。
＊本事業の幹事会社は株式会社ササクラ（研究代表者：島田統行（しまだのりゆき））、研究統括者は早稲田大学理工学術院・中垣隆雄（なかがきたかお）教授です。

（１）背景
広島県大崎上島のNEDOカーボンリサイクル実証研究拠点（以下、実証拠点）において、CO2の有効利用技術の開発と社会実装の促進に向けた研究開発事業を推進しています。早稲田大学と株式会社ササクラは、2022年度から2025年度まで実証拠点にて、「海水を用いた有価物併産カーボンリサイクル技術実証と応用製品の研究開発※１」（以下、前事業）を実施してきました。

前事業において、実証拠点の海水20トン/日の処理能力を持つプラントを設置して、カーボンリサイクルの原料となるマグネシウムのほか、石膏をはじめとする高純度な併産品を高い収率で得られる連続運転を確立しました。マグネシウムは、実証拠点のCO2を気固接触、気液接触などの方法で炭酸マグネシウムとして固定化した上で、その応用製品として普通ポルトランドセメントを一切用いず、圧縮強度も従来のコンクリートと同等以上の圧縮強度を有する新しいコンクリート材料※2になりえることを確認し、WMaCS®と名付けて商標登録※3しました。また、海水から生成した石膏を用い、協力企業の吉野石膏株式会社によって、JIS A 6901に適合した石膏ボードの試作にも成功しました。これらの研究成果が認められ、国立研究開発法人科学技術振興機構（JST）からSTI for SDGsアワード2025年度奨励賞※4を受賞しました。

今般、採択された本事業は、カーボンリサイクル製品の事業化を視野に、カーボンリサイクル材の生成工程高度化を株式会社ササクラが幹事会社として実施します。また、住友大阪セメント株式会社と株式会社TBMがWMaCSを用いたカーボンリサイクル応用製品の実用化を目指し、早稲田大学は3社との共同研究として研究開発を行います。

（２）実施内容
7月3日より開始した本事業では、下記、研究開発項目を実施いたします。

・研究開発項目A：カーボンリサイクル材生成工程の高度化（ササクラ、早稲田大学の共同実施）
海水淡水化プラントおよび蒸発濃縮装置の機器製造・エンジニアリングのリーディングカンパニーである株式会社ササクラが、前事業における商用化への課題解決として、
　A-1：CO2固定量増加のためのMg損失改善
　A-2：気固接触によるカーボンリサイクル材生成工程の改善
　A-3：商用化のための作業効率化と工程連続化
を早稲田大学と共同で実施します。なお、併産品として得られる石膏については、前事業と同じく吉野石膏株式会社が協力企業として商用化を目指します。

・研究開発項目B：カーボンリサイクル材応用セメント系材料の性能向上と実用化評価（住友大阪セメント、早稲田大学の共同実施）
NEDOグリーンイノベーション基金事業として廃棄物由来CaとCO2を炭酸塩化した人工石灰石製造・利用技術開発を実施している住友大阪セメント株式会社が、新たに海洋起源MgにCO2を炭酸塩化・固定化しかつセメント代替として建設材料に利用する実証研究・評価を担うことにより、WMaCSの商用化を目指します。具体的には、
　B-1：カーボンリサイクル材応用コンクリートの性能向上
　B-2：カーボンリサイクル材応用セメント材料の実用化評価
　B-3：コンクリート製品への適用可能なカーボンリサイクル材生成工程の確立
を早稲田大学と共同で実施します。

・研究開発項目C：カーボンリサイクル材応用新素材開発（TBM、早稲田大学の共同実施）
カーボンリサイクル技術を活用した炭酸カルシウム及びカーボンリサイクル建材を製造・販売する株式会社TBMが、WMaCSの応用新素材を開発し、商用化を目指します。具体的には、
　C-1：カーボンリサイクル材の熱可塑性樹脂への高充填技術開発
　C-2：カーボンリサイクル材配合素材の用途開発
　C-3：実機設備を用いた実証試験
　C-4：応用新素材への適用可能なカーボンリサイクル材生成工程の確立
を早稲田大学と共同で実施します。

図１：実証拠点に設置済みのカーボンリサイクルシステムのフロー図

（３）採択課題情報
●事業名
NEDO(国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構)
「カーボンリサイクル・次世代火力発電等技術開発／CO2有効利用拠点における技術開発」のうち、2．研究拠点におけるCO2有効利用技術実証（補助事業（補助率2／3）　

●研究課題開発名
海水を用いたカーボンリサイクル技術の商用化に向けた研究開発

●研究開発期間
2026年7月3日〜2028年3月末日(予定)

●体制図

図２：研究開発体制図

（４）用語解説
※1　カーボンリサイクル・次世代火力発電等技術開発／ CO2有効利用拠点における技術開発／研究開発拠点におけるCO2有効利用技術開発・実証事業に採択　「海水を用いた有価物併産カーボンリサイクル技術実証と応用製品の研究開発」早稲田大学、ササクラ（研究代表者：中垣隆雄）　https://www.waseda.jp/top/news/85546

※2　実用性の高いカーボンリサイクル製品として、海水とCO2を原料とした全く新しいコンクリートを開発https://www.waseda.jp/inst/research/news/78391

※３　商標登録第6829796号

※４　 STI for SDGs 2025年度　奨励賞海水を用いた有価物併産カーボンリサイクル技術実証　団体名：早稲田大学、株式会社ササクラ、吉野石膏株式会社
https://www.jst.go.jp/ristex/sdgs-award/result/2025/result202510.html

フラクタルによる高精度画像認識技術「Fractal NEXT」を開発

早稲田大学 — Mon, 13 Jul 2026 14:00:00 +0900

2026年7月13日
早稲田大学
フラクタルによる高精度画像認識技術「Fractal NEXT」を開発 ~自動運転トラックへの応用へ前進~

詳細は早稲田大学HPをご覧ください
【発表のポイント】
●画像認識で課題となっている、空間情報や周波数情報の損失を抑える新たなフラクタル・ウェーブレット法「FractalNEXT」を開発しました。
●本手法では、ウェーブレット変換と自己相似性を持つフラクタル構造を組み合わせることで、画像認識における情報伝搬を改善し、従来タイプよりも高精度な画像認識を実現しました。画像認識モデルの性能評価によく用いられるベンチマークデータセットを使った実証等で、画像認識で現在広く用いられている手法のResNetなどを上回る認識性能を達成し、OCR（古文書くずし字認識）など複数の画像認識タスクでも高い性能を実証しました。
●本技術をもとに特許出願（出願番号：2025-154600）を行い、社会実装に向けた技術基盤を構築するとともに、自動運転トラックの研究開発を群馬大学次世代モビリティ社会実装研究センターCRANTS（センター長天谷賢児教授）と共同で研究を開始しました。本技術は、自動運転のみならず、医用画像処理など、高精度な画像認識が求められるAI基盤技術への応用が期待されます。
　近年、画像認識分野で用いられるニューラルネットワークにおける最近のモデルは、GPU性能の向上とともに高性能化しています。しかし、画像を空間分割した部分画像（パッチ）から得られるパッチの特徴ベクトル（パッチトークン）の抽出やトークンの混合というプロセスにより、必然的に特徴空間情報が失われてしまいます。ビジョンタスク向けの従来のニューラルネットワークモデルは、この問題を軽減するための情報を補う手法として残差接続に着目するResNetが活用されていますが、周波数情報の再現が不十分なため小サイズの物体認識がされないなど、安定性を十分に維持することができないことが課題となっていました。
　早稲田大学理工学術院鎌田清一郎（かまたせいいちろう）教授らの研究グループは、各パッチ内の空間情報を保持しつつパッチトークンを抽出する手法であるフラクタル･ウェーブレット法「FractalNEXT」を開発しました。これは、ウェーブレット変換を導入することにより画像内の空間情報を保持したままトークン化することで情報損失を最小限に抑えることができ、また層内モジュールに対して自己相似性を有するネットワーク構造を組み合わせて構築したものです。本手法では、画像データセットImageNetでResNet※1を上回る76.8%、画像データセットCIFAR-100※2で81.2%のトップ1精度を達成したほか、物体検出やOCR（古文書くずし字認識）など多様なタスクでも優れた性能を示しました。
　本成果は、論文誌「Neural Networks」に、2026年６月７日に掲載されました。

キーワード：
フラクタル、自己相似性、ニューラルネットワーク、SDV、自動運転トラック、くずし字認識、フィジカルAI

（１）これまでの研究で分かっていたこと
　近年、画像認識分野で用いられるニューラルネットネットワークにおける従来モデルの１つであるFractalNetが、2017年に深層学習に関するトップ国際会議ICLR（International Conference on Learning Representations）において発表されました。これは、ResNetのような残差接続を使わずに超多層ネットワークを構成する観点で優位性があります。
　しかし、本モデルを実装すると、画像をトークン化する際に空間情報が失われてしまうこと、残差接続なしでは周波数情報を十分保持できないことなどより、ResNetより劣る認識性能を示すことが確認されています。FractalNetは残差ブロックを回避する上で有効なアイデアですが、より高精度の認識性能を実現するためには、どのようなフラクタルブロックを構成すればよいか、すなわち、自己相似性を特徴とするフラクタルブロックの新たな設計が求められていました。

（２）新たに実現しようとしたこと、明らかになったこと
　従来モデルFractalNetは、周波数上の情報伝達の安定性を維持する上で、残差接続の限界による認識性能劣化の問題を見落としています。この課題に対処するため、研究グループらは、各パッチ内の空間情報を保持しつつウェーブレット･パッチトークンを抽出する手法であるMultiple Wavelet Patch Partition（MWPP）を提案しました。また、残差接続を補強するために周波数情報を意識したSelective Wavelet Connection（SWC）を導入し、それによって周波数上の情報伝達の安定性を高め、トークンミキサーによって生じる情報損失を補い、MWPPとSWCを基盤として、畳み込みと自己アテンションの両方をトークンミキサーとして統合した、スケーラブルなフラクタルアーキテクチャFractalNEXTを新たに設計しました。
　初期ブロック　F1(x)=(Mix￮Mix)(x)+SWC(x)　から、次の反復式によってフラクタルブロックを構成しました。
　Fk+1(x)=( Fk￮Fk)(x)+SWC(x)　k=1,2,3,…
　同じ実験環境下において、FractalNEXTは画像データセットImageNetでResNetなどを上回る76.8%、画像データセットCIFAR-100で81.2%のトップ1精度を達成しました。
　フラクタル･ウェーブレットFractalNEXTを古文書のくずし字認識に適用し、VMamba、PVTV2、ConvNeXtV2などに比べてF1スコアにおいて最高認識性能を達成しました。

（３）研究の波及効果や社会的影響
　本研究の成果より、画像認識分野に用いるディープラーニングにおいて、新たに提案したFractalNEXTモデルにより、フラクタル･ウェーブレットの有用性の一端を示すことができました。これをきっかけとしてより深いフラクタルの世界を探究することで、大小･遠近など多様な物体が混在するような複雑な画像においても正確な認識を達成することが可能となり、AI基盤技術への貢献、医用画像処理、リモートセンシング画像解析など、幅広い分野への適用が考えられます。

（４）課題、今後の展望
　更なる画像認識精度向上と、本研究成果を活用した社会実装には多くの課題が存在します。例えば、自動運転トラックへ本技術の応用を考えると、更なる処理の高速化と、本アルゴリズムのFPGA（書き換え可能な集積回路）などへの実装が必要です。
　本研究グループでは、社会実装の適用に向けて、具体的なテーマとして自動運転車用のセンサ（カメラ、LIDERなど）による自動運転用データセットを構築し、End-to-Endのディープラーニングモデルの構築を目指します。また、社会実装に向けた動きとして、本技術をもとに特許出願（出願番号：2025-154600）を行い、社会実装に向けた技術基盤を構築するとともに、自動運転トラックの研究開発で群馬大学次世代モビリティ社会実装研究センターCRANTS（センター長天谷賢児教授）と共同での研究を開始しました。

（５）研究者のコメント
　本研究グループは、上記の研究をさらに推進するための学内研究拠点として、早稲田大学自動車研究機構に6月1日付でソフトウェア･デファインド･ビークル（SDV）研究所を設立するとともに、北九州キャンパスの情報生産システム研究センター内に8月1日付で「SDV･フィジカルAI研究会」を設置する予定です。これらの研究開発拠点の連携活動と、産官学連携の研究展開により、本課題の更なる研究開発を推進します。中長期的な研究目標として、FractalNEXTを用いた自動運転トラックを2030年までに東京（早稲田大学西早稲田キャンパス）～福岡間（北九州キャンパス）を自動運転レベル4での走行実現を目指し、必要となる研究開発を推進したい思っています。

（６）用語解説
※1 ResNet（Residual Network）
画像認識のための深層学習モデルで、入力情報を途中で直接後段へ伝える「残差接続（Residual Connection）」を導入することで、非常に深いネットワークでも高精度かつ安定した学習を可能にしたアーキテクチャです。

※2 CIFAR-100
画像認識モデルの性能評価によく用いられるベンチマークデータセットで、100種類のカテゴリに分類された60,000枚（学習用50,000枚、テスト用10,000枚）の32×32ピクセルのカラー画像で構成されています。

※3　フラクタル
わかりやすい例では、下図のように上段の初期パターンから反復を繰り返すことにより、同じような形状が至るところに現れるコッホ曲線が有名です。これを「自己相似性をもった曲線」といいます。フラクタルの詳細は、以下の書籍を出版していますのでご覧下さい。
対象書籍：Maria Petrou, Sei-ichiro Kamata, Image Processing -Dealing with Textures, 2nd edition, Wiley, 2021.

※4　ウェーブレット変換
ウェーブレット変換は、時系列データや画像データについて、時間と周波数の両方の情報を同時に解析する手法です。フーリエ変換は、全体の平均的な周波数成分しか分からないのに対し、時間とともに変化する周期性を追いかけられるのが特徴です。

（７）論文情報
雑誌名：Neural Networks
論文名：FracNeXt: Enhancing visual representation learning in sequence models with fractal wavelets
執筆者名（所属機関名）：陸鵬鋒 (早稲田大学), 鎌田清一郎*(早稲田大学), 張梦雲秋 (早稲田大学)
掲載日：2026年6月7日
掲載URL：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0893608026006957?via%3Dihub
DOI：https://doi.org/10.1016/j.neunet.2026.109234
*：責任著者

（８）研究助成
研究費名：日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(C)
研究課題名：局所視覚特性を利用した高効率画像判別モデルの構築と持参薬判別への応用
（課題番号：JP24K15018）
研究代表者名（所属機関名）：鎌田清一郎（早稲田大学）

土地利用の変化が生物多様性に与える影響を世界規模で高精度に把握

早稲田大学 — Fri, 10 Jul 2026 11:00:00 +0900

2026年7月10日
早稲田大学
MS&ADインターリスク総研株式会社
国立研究開発法人森林研究・整備機構森林総合研究所
土地利用の変化が生物多様性に与える影響を世界規模で高精度に把握～ネイチャーフットプリントによるバリューチェーンや投融資先の自然リスク評価を高度化～

【ポイント】
●本研究では、将来の土地利用変化による生物多様性への影響を、ライフサイクルアセスメント（LCA）で活用可能な「被害係数」として、全世界0.25°四方という高解像度で算定しました。
●土地改変の面積と組み合わせることで、従来の国ごとの一律評価ではなく、どの地域でどの程度生物種の絶滅リスクが増加するかを定量的に評価することが可能となりました。
●本手法により、企業の事業活動やバリューチェーン、金融機関の投融資先における自然関連リスクを場所ごとに把握できるようになり、ネイチャー・ポジティブ実現に向けた経営や投資判断の高度化への貢献が期待されます。
早稲田大学i理工学術院創造理工学部の伊坪徳宏（いつぼのりひろ）教授、早稲田大学持続的環境エネルギー社会共創研究機構の劉潤椏（りゅうじゅんや）研究助手、国立研究開発法人森林研究・整備機構ii森林総合研究所の大橋　春香（おおはしはるか）主任研究員、平田　晶子（ひらた　あきこ）主任研究員、松井　哲哉　（まつい　てつや）チーム長（筑波大学生命環境系連携大学院教授併任）、MS&ADインターリスク総研株式会社iiiの寺崎　康介（てらさきこうすけ）フェローらの研究チームは、農研機構ivの協力の下、土地利用の変化が生物多様性に与える影響を、ライフサイクルアセスメント（LCA）※１の考え方に基づき、場所ごとに定量的に評価する新たな手法を開発しました。
本研究成果は、企業の事業活動やバリューチェーン、金融機関の投融資先の事業が自然に与える影響を定量的に評価する手法「ネイチャーフットプリント※２」の高度化に資するもので、このネイチャーフットプリント指標における土地の改変による生物多様性インパクトの算定に活用されはじめています。
本研究は2023年より着手され、その成果をまとめた論文が2026年６月24日に環境科学分野のトップジャーナルである「Environmental Science & Technology」（上位5％、Impact Factor 12.4、Cite Score18.1）に掲載されました。

１．背景
近年、気候変動に加え、生物多様性の損失や、それに伴う生態系サービスの劣化が世界的な社会課題となっています。2030年までに自然の損失を止め、回復軌道に乗せる世界目標「ネイチャー・ポジティブ」の実現に向け、企業による自然への影響の把握・低減に向けた取り組みが進められており、その一環として、自然関連財務情報開示タスクフォース（TNFD）に沿った情報開示も広がっています。こうした情報開示は、企業が自然への影響やリスクを把握し、適切な対策につなげることで、ネイチャー・ポジティブの実現にも貢献することが期待されています。
TNFDにおいては、企業は自社のみならずバリューチェーンも含め、事業活動に関係する自然への依存や影響、事業リスクと機会を評価し、経営戦略に反映し、開示することが求められています。それに際して、生物多様性や生態系サービスは場所ごとの違いが大きいため、事業活動や製品の原材料を生産するなど、土地を利用している場所の特性を考慮した“ロケーションベースの評価”が重要となります。
金融ポートフォリオや事業会社のバリューチェーンの評価にあたっては、ライフサイクルアセスメント（LCA）の活用が推奨される一方で、既存手法では環境への影響を計測するための被害係数が主に国ごとに設定されており、ロケーションベースの評価が困難といった課題がありました。

２．研究成果の概要
こうした課題を克服するため、本研究では、内閣府による「研究開発とSociety 5.0との橋渡しプログラム（BRIDGE）」の支援を受け、これまで開発してきたLCAの影響評価手法「被害算定型影響評価手法（LIME）3」をさらに発展させ、新たなネイチャーフットプリント影響評価手法を開発しました。
本研究では、将来の土地利用変化によって生じる生物多様性へのインパクトを、LCA評価に活用可能な「被害係数」として、全世界0.25°解像度（赤道付近で約28km四方）という高解析度で算定しました。場所ごとの土地改変面積にこの被害係数をかけあわせることにより、土地利用変化によって絶滅リスクがどの程度高まるかを、一律ではなく場所ごとの違いを反映して評価する基盤が整いました。
被害係数の算定にあたっては、国立研究開発法人森林研究・整備機構森林総合研究所が開発した潜在的生息地予測モデルを用い、哺乳類、爬虫類、鳥類、両生類および植物の出現記録データならびに気候・土地利用データに基づき、全球規模で現在および将来の潜在的生息地を推定しました。（図１）解析では環境条件や種ごとの移動距離も考慮し、スーパーコンピュータでシミュレーションを実施しています。評価対象の6,569種を対象に、種ごとの絶滅率の分布図を作成し、その結果に基づき、生物分類群別の空間絶滅率を算出しました。さらに、全球の種の分類構成と等しくなるように補正をおこない、全球レベルで生物種の絶滅率「E/MSY: Extinction per million species year（絶滅速度）」の空間分布を算出しました。
最終的に、各グリッドの絶滅率を土地利用変化面積で割ることで、土地利用が1km²改変した際の絶滅率増分、すなわち土地改変による生物多様性損失の被害係数を算定しました。（図２）
【図１】国立研究開発法人森林研究・整備機構森林総合研究所が開発したMaxEntモデルを利用した潜在的生息地域の予測【図２】評価対象の6,569種を対象とした、土地利用変化による生物多様性被害係数の空間分布図
３．今後の展開
今回の成果により、土地利用変化による生物多様性への影響を場所ごとに定量的に評価できるようになりました。これにより、企業や金融機関は次のような場面で本手法を活用できるようになります。
（１）企業の事業活動やバリューチェーンを通じた自然へのインパクト評価
（２）金融機関の投融資・保険引受ポートフォリオ分析
（３）TNFDなど自然関連情報開示への対応
（原材料生産地域を含めた優先地域をより定量的に評価・特定）
（４）自然の観点を含めた移行計画の検討

特に金融分野では、自然関連リスクの把握において、業種平均だけでなくロケーションベースでの分析の重要性が高まっています。今後、実際の金融ポートフォリオを用いた分析も進め、事例を増やすことで社会実装を促進していきます。
また合わせて、ネイチャーフットプリントの機能拡張や精度向上に寄与する研究も進めて、企業や金融機関が自然への負の影響や関連リスクをより的確に把握できるようにすることで、影響の大きい領域での回避・低減策や資金配分の見直しを後押しし、ネイチャー・ポジティブに資する経営・投融資判断を支える評価基盤づくりに貢献していきます。

４．用語解説
※１　ライフサイクルアセスメント（LCA）：
製品の製造から廃棄までの環境への影響を分析評価する手法。

※２ネイチャーフットプリント：　　　　　
https://bridge-naturefootprint.jp/
企業や組織の活動が、自然や生物多様性に与える影響を定量的に把握する考え方。温室効果ガス排出量を可視化する「カーボンフットプリント」に対し、ネイチャーフットプリントは生物多様性ならびに生態系サービスへの影響を可視化する指標であります。
内閣府BRIDGEの支援により開発されたネイチャーフットプリントは、土地利用だけでなく、気候変動、水消費、汚染、資源利用なども含めて、自然への影響を生物種の絶滅リスク指標*などを用いて統合的に評価する手法であります。

* 生物種の絶滅率指標には、「E/MSY（絶滅速度）」を採用しています。これは100万種あたり1年あたりの絶滅種数を示す指標で、地球の限界を評価するプラネタリーバウンダリなどの枠組みでも用いられています。

５．論文情報
●掲載誌：　Environmental Science & Technology, 06 2026
●論文名：Location-Based Damage Factors to Assess the Impact of Future Land-Use Changes on the Biodiversity Extinction Rate
●著者名（所属）：
劉潤椏 Runya Liu（早稲田大学持続的環境エネルギー社会共創研究機構　研究助手）
大橋春香 Haruka Ohashi（国立研究開発法人森林研究・整備機構森林総合研究所　主任研究員）
平田晶子 Akiko Hirata （国立研究開発法人森林研究・整備機構森林総合研究所　主任研究員）
湯龍龍 Longlong Tang（国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構　主任研究員）
松井哲哉 Tetsuya Matsui（国立研究開発法人森林研究・整備機構森林総合研究所　チーム長（筑波大学生命環境系連携大学院教授併任）
寺崎康介Kousuke Terasaki（MS&ADインターリスク総研株式会社　フェロー）
伊坪徳宏Norihiro Itsubo（早稲田大学理工学術院創造理工学部　教授）
●掲載日：2026年6月24日
●DOI: https://doi.org/10.1021/acs.est.6c02140

６．研究助成
研究費名：研究開発とSociety 5.0との橋渡しプログラム
課題番号：JPJ013028
研究課題名：金融/投資機関による自然関連情報開示促進と国際標準化を前提としたネイチャーフットプリントの開発と実証事業
研究代表者名（所属機関名）：伊坪徳宏（早稲田大学）
(本研究（の一部）は、内閣府が実施する、研究開発と Society5.0 との橋渡しプログラム（BRIDGE）の対象施策として環境省が担当する「金融/投資機関による自然関連情報開示促進と国際標準化を前提としたネイチャーフットプリントの開発と実証事業」（JPJ013028）により実施した。)

i 学校法人早稲田大学（理事長：田中愛治）
ii 国立研究開発法人森林研究・整備機構　（理事長：丹下健）
iii MS&ADインターリスク総研株式会社（代表取締役社長：宮岡拓洋）
iv 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

酸素供給スーツで3時間潜水するサイボーグ昆虫を実現

早稲田大学 — Mon, 29 Jun 2026 18:00:00 +0900

2026年6月29日
早稲田大学
世界初、陸上昆虫で水中探査が可能に酸素供給スーツで3時間潜水するサイボーグ昆虫を実現
～浸水した災害現場やインフラ内部での活用に期待～

詳細は早稲田大学Webサイトをご確認ください。
【ポイント】
●早稲田大学と南洋理工大学シンガポールの研究グループは、サイボーグ昆虫が水中や低酸素環境で活動するための柔軟な「潜水スーツ」を開発しました。
● このスーツは、酸素発生タンク、柔軟な防水シェル、酸素供給チューブから構成され、昆虫の呼吸口に酸素を直接届けます。
● スーツを装着しない場合は水中で約2分後に活動を停止しましたが、装着時には最大3時間、水中で活動を続けられました。
● 将来的には、浸水したがれき、排水管、トンネルなど、従来のロボットが入りにくい災害・インフラ点検現場での活用が期待されます。
南洋理工大学シンガポールの佐藤裕崇（さとうひろたか）教授らの研究グループは、早稲田大学理工学術院創造理工学部の梅津信二郎（うめずしんじろう）教授らと共同で、サイボーグ昆虫が水中や低酸素環境で活動するための柔軟な「潜水スーツ」を開発しました。
大雨や洪水の後の災害現場では、がれきの隙間や排水路、半分水没した空間など、人や従来のロボットが入りにくい場所が多数生じます。研究グループは、サイボーグ昆虫が水中や低酸素環境でも活動できる柔軟な「潜水スーツ」を開発しました。このスーツは、酸素を発生させる小型タンク、昆虫の体を覆う柔らかい防水シェル、呼吸口へ酸素を届けるシリコーンチューブから構成されます。実験では、スーツを装着しない昆虫は水中で約2分後に活動を停止しましたが、装着時には最大3時間、水中で移動を続けることができました。本成果は、災害救助や浸水したインフラ点検に向けた、陸上・水中の両方で活動できるサイボーグ昆虫※1の実現につながるものです。
本研究成果は、2026年6月29日に国際学術誌「Nature Communications」に掲載されました。
クレジット：シンガポール南洋理工大学（NTU Singapore）および早稲田大学。図は Nature Communications に掲載された研究資料に基づき作成。

（１）これまでの研究で分かっていたこと　
サイボーグ昆虫は、生きた昆虫に小型の電子制御装置を取り付け、昆虫自身の筋肉を利用して移動する小型のソフトロボット※2です。人工の小型ロボットでは、モーターなどの駆動装置に多くの電力が必要となるため、動作時間が限られます。一方、サイボーグ昆虫は昆虫本来の優れた運動能力を活用するため、少ない電力で長時間活動でき、狭く複雑な空間にも進入できます。
そのため、災害現場での探索や、配管・トンネルなど人が入りにくい場所の点検への応用が期待され、同研究グループのサイボーグ昆虫は、2025年に発生したミャンマー大地震において、シンガポールのレスキュー隊による現地での捜索活動に活用されました。しかし、サイボーグ昆虫は基本的に陸上での活動を前提としていました。昆虫は体の側面にある気門※3から空気を取り込み、体内の気管を通じてガス交換を行います。そのため、水中に沈むと水から酸素を取り込むことができず、活動を継続することが困難でした。

（２）今回の研究で明らかになったこと
本研究では、サイボーグ昆虫が水中や低酸素環境でも活動できるようにするため、昆虫が装着できる小型で柔軟な潜水スーツを開発しました。
この潜水スーツは、主に3つの部品から構成されます。第1に、酸素を発生させる酸素発生タンクです。第2に、昆虫の体の一部を覆い、水の侵入を防ぐ柔軟なシェルです。第3に、発生した酸素を昆虫の呼吸口へ届ける4本のシリコーン製酸素供給チューブです。これらを組み合わせることで、水を遮断しながら、昆虫の呼吸に必要な酸素を直接供給する仕組みを実現しました。
酸素発生タンクは、透明な樹脂材料を用いて3Dプリントで作製しました。タンク内部には、二酸化マンガン※4を分散させた多孔材を配置しています。ここに濃度調整した過酸化水素水※5を加えると、二酸化マンガンが触媒として働き、過酸化水素が分解されて酸素が発生します。発生した酸素は、柔軟なシェルとシリコーンチューブを通って、昆虫の胸部にある気門へ送られます。
実験には、体が大きく、丈夫で、羽を持たないことからサイボーグ昆虫研究でよく用いられるマダガスカルオオゴキブリを使用しました。スーツを装着しない場合、ゴキブリは水中で約2分後に活動停止しました。一方、潜水スーツを装着した場合には、最大3時間、水中で活動を続けることができました。これにより、従来は陸上での移動が中心だったサイボーグ昆虫を、陸上と水中の両方で活動できる「水陸両用サイボーグ昆虫」へ展開しました。
クレジット：シンガポール南洋理工大学（NTU Singapore）および早稲田大学。図は Nature Communications に掲載された研究資料に基づき作成。

（３）研究の波及効果や社会的影響
本成果は、災害救助やインフラ点検におけるサイボーグ昆虫の活動範囲を広げるものです。実際の災害現場では、大雨や洪水によって、がれきの中の通路、排水溝、地下空間、トンネルなどが浸水することがあります。このような場所では、人の立ち入りが危険であり、従来のロボットもサイズ、電力、防水性の制約から十分に移動できない場合があります。
本研究で開発した潜水スーツにより、サイボーグ昆虫は陸上だけでなく、水たまりや浸水空間、低酸素や有毒ガスを含む環境でも活動できるようになりました。被災地での人命探索、浸水した配管・排水路・トンネルの点検、狭い空間の環境調査などへの応用が期待されます。
また、本研究の考え方は、ゴキブリ以外の陸生昆虫にも応用できる可能性があります。多くの昆虫は、体表の気門から酸素を取り込み、体内の気管を通じて酸素を運ぶ共通した呼吸の仕組みを持っています。そのため、将来的には、他の種類のゴキブリ、バッタ、甲虫などへの展開も考えられます。

（４）課題、今後の展望
今後は、実際の災害現場に近い環境での検証が必要です。たとえば、がれき、泥、水流、狭い隙間、障害物がある環境で、サイボーグ昆虫が安定して移動できるかを確認する必要があります。また、長時間の使用に向けて、潜水スーツの耐久性、防水性、酸素供給の安定性をさらに高めることも重要です。
さらに、実用化に向けては、センサーや無線通信、位置推定、ナビゲーション技術との統合が必要になります。将来的には、災害現場やインフラ点検現場で、サイボーグ昆虫が取得した情報を外部に送信し、人が入れない場所の状況把握に役立てることを目指します。

（５）研究者のコメント
本研究では、昆虫が本来持つ優れた移動能力を活かしながら、その活動領域を水中や低酸素環境へと拡張しました。小さく、軽く、柔らかい装着型システムによって、昆虫の自然な動きを妨げることなく酸素を供給できた点が重要です。サイボーグ昆虫はすでに災害現場での捜索活動に活用されていますが、本技術により、水没した空間や酸欠環境など、これまで到達が難しかった場所での活動も可能になると期待しています。将来的には、災害救助に加え、下水道や配管などのインフラ点検への応用も進めていきます。

（６）用語解説
※1　サイボーグ昆虫
生きた昆虫に小型の電子装置やセンサーなどを取り付け、昆虫自身の筋肉を利用して移動させる技術です。小型ロボットに比べて少ない電力で移動できる利点があります。
※2　ソフトロボット
柔らかい材料や構造を用いて、環境や生物の体に適応しやすいロボットや装置を作る研究分野です。
※3　気門
昆虫の体表にある小さな呼吸口です。空気は気門から体内に入り、気管と呼ばれる管を通じて全身に送られます。
※4　二酸化マンガン
過酸化水素の分解を促進する触媒として使われる物質です。本研究では、酸素発生タンク内で酸素を発生させるために用いられました。
※5　過酸化水素
分解されると水と酸素を生じる化学物質です。本研究では、希釈した過酸化水素を用いて酸素を発生させました。

（７）論文情報
雑誌名：Nature Communications
論文名：Underwater Suit-Wearing Cyborg Insect Capable of Hours-Long Diving and Terra-Aqua Travel
執筆者名（所属機関名）： Zifu FAN*1, Kazuki KAI*1, Kewei SONG*1, Duc Long LE*1, Thu Ha TRAN*1, Mingyu HAO*2, Wei Yang WAN*1, Shinjiro UMEZU*3, Hirotaka SATO*1
*1: School of Mechanical and Aerospace Engineering, Nanyang Technological University; Singapore 637460, Singapore.
*2: School of Electrical and Electronic Engineering, Nanyang Technological University; Singapore 639798, Singapore.
*3: School of Creative Science and Engineering, Waseda University; Tokyo 169-8555, Japan.
掲載⽇時（⽇本時間）： 2026年6月29日18時（日本時間）（online first）
掲載URL： https://doi.org/10.1038/s41467-026-74235-1
DOI： 10.1038/s41467-026-74235-1

（８）キーワード
サイボーグ昆虫、潜水スーツ、水中移動、災害救助、探索ロボット、酸素供給、ソフトロボット

（９）研究助成（外部資金による助成を受けた研究実施の場合）
本研究および本論文の出版に関し、早稲田大学のスーパー・グローバル・ユニバーシティ事業およびシンガポール教育省（RG82/24）より支援を受けた。

8/4見てさわって科学体験「ユニラブ」開催のお知らせ～小中学生のための科学実験教室～

早稲田大学 — Mon, 22 Jun 2026 10:00:00 +0900

2026年6月22日
早稲田大学
8/4見てさわって科学体験　ユニラブ　開催のお知らせ～小中学生のための科学実験教室～

詳細は特設サイトをご覧ください。
早稲田大学（東京都新宿区総長：田中愛治）（以下、早大）は、2026年8月4日（火）に「小中学生のための科学実験教室　ユニラブ*（以下、ユニラブ）」を開催します。
ユニラブでは小中学生が早大の施設や実験装置を実際に活用した実験や工作を体験する機会を提供しています。早大の教職員や学生と直接触れ合いながら、科学・技術に対する興味や関心を高めるとともに、早大を広く社会に公開することを目的とした取組です。1988年に始まり今年で37回目を迎え、これまで延べ34,000人以上の小中学生が参加しました。毎年大盛況の小中学生向けの早大ならではの実験教室です。是非、ご参加ください。
*ユニラブ（University Laboratoryから生まれた造語）

【開催日時】2026年8月4日（火）9:30-16:00（午前の部9:30～11:30、午後の部13:30～15:30）
【会　　場】早稲田大学　西早稲田キャンパス（東京都新宿区大久保３－４－１）
【内　　容】詳細は特別サイトをご覧ください（https://dpt-unilab.w.waseda.jp/）
実験教室（35テーマを実施）　※要事前申込制
実験や製作などの体験の中で科学の不思議を楽しみながら、知的好奇心を育みます。
例）目指せ！地球のお医者さん！ープラスチックたんていになろうー／向かい風でも進む⁉ふしぎなヨットカーをつくろう！／わせだクエスト！～プログラミングで敵を倒せ！～／踊(おど)るDNA　等

【申込期間】2026年6月30日（火）23時59分まで

粘菌コンピュータの新しい数理モデルを発見

早稲田大学 — Tue, 16 Jun 2026 14:00:00 +0900

2026年6月16日
早稲田大学
粘菌コンピュータの新しい数理モデルを発見 ~粘菌を模倣した省エネルギー情報処理技術の実装に大きな前進~

詳細は早稲田大学HPをご覧ください
【発表のポイント】
●脳や中核器官を持たない単細胞生物である「粘菌」の情報処理を模倣して組合せ最適化問題を解く「粘菌コンピュータ」の実現に向けて、新たな数理モデルを提案しました。
●粘菌コンピュータの開発において障壁となっていた制約を解消し、巡回セールスマン問題において、従来モデルの4倍程度の解探索速度を実現し、2倍近い都市数の大規模問題へ適用可能なことを実証することで、粘菌コンピュータ実現の可能性を大きく向上させました。
●粘菌の情報処理が人工知能(AI)で用いられるニューラルネットワークと共通する計算構造を持つことを示しました。
●スピントロニクス素子を用いた粘菌コンピュータの実装指針を提案し、低消費電力で組合せ最適化問題を解くことができる、新原理に基づくコンピュータの実現に道筋を示しました。
　粘菌は脳や中核器官を持たない単細胞生物ながら、体全体で情報を処理し、迷路探索や組合せ最適化問題を解いたりするなど、優れた知性を示すことが知られています。近年、次世代の低消費電力の情報処理技術を実現するために、その情報処理アルゴリズムを模倣した「粘菌コンピュータ」が注目されています。しかし、その動作原理を記述する数理モデルは複雑であり、物理デバイスによる実装を難しくする制約条件や条件分岐を含んでいるため、汎用的な組合せ最適化問題に適用できる粘菌コンピュータの実現は困難でした。
　早稲田大学理工学術院宮島悠輔（みやじまゆうすけ）助教と同大理工学術院望月維人（もちづきまさひと）教授は、物理実装を難しくしているその制約条件を解消し、粘菌コンピュータの新たな数理モデルを提案しました。数値シミュレーションによる性能評価では従来モデルを上回る性能を示すとともに、これまで困難だった要素数の多い大規模な組合せ最適化問題にも適用可能であることを実証しました。さらに、粘菌の情報処理プロセスの背後に、人工知能（AI）で用いられるニューラルネットワークと共通する構造が隠れていることを明らかにし、構築した数理モデルをスピントロニクス素子で実装する指針を提案することで、粘菌コンピュータの実現への道筋を具体化しました。
　本成果は、「Physical Review Research」に、2026年６月９日に掲載されました。

キーワード：
粘菌コンピュータ、自然計算、ニューラルネットワーク、スピントロニクス、組合せ最適化

（１）これまでの研究で分かっていたこと
粘菌※1は生存戦略に基づいて、外部環境に適応するように自らの体を変形させます。例えば、餌を獲得するために体を伸ばしたり、嫌いな光を避けるために体を縮めたりします。これまでの実験研究で、この粘菌の適応ダイナミクスを利用すると迷路を解いたり、都市間鉄道網を設計したりできることが示され、粘菌は単細胞生物ながら高度な情報処理ができることが知られていました。

図1. 粘菌を用いて組合せ最適化問題を解く実験の概念図。実験系は粘菌を用いたデバイスと光照射システムから構成される。デバイスは中央の円型ハブ部分と二値変数を表現する溝からなる。光照射システムはコンピュータ、プロジェクター、ビデオカメラから構成されている。ビデオカメラでそれぞれの溝における粘菌の体の伸び具合を測定し、その結果に基づきコンピュータで計算を行い、溝にプロジェクターで光を照射するか・しないかを決める。粘菌は、光が照射されていない溝では餌を獲得するために脚を伸ばし、光が照射されている溝では光を避けるために脚を縮める。この伸縮のダイナミクスを利用して組合せ最適化問題を解くことができる。

　しかし、粘菌の情報処理は、従来のコンピュータとはまったく異なる方法で行われます。具体的には、粘菌にはコンピュータにおけるCPU（中央処理装置）に対応する情報処理の司令塔のような役割を果たす器官がありません。その代わりに、体の各部分が一つの体として互いにつながりながら、自律的・分散的に餌の獲得や嫌いな光刺激の回避を試みることで、この知的な振る舞いを可能にしています（図１）。
　一方、ヒト・モノ・情報の流れが加速度的に増大している現代社会において、物流・交通、通信ネットワーク、創薬・材料探索など様々な局面で、高度な組合せ最適化問題※2を解く必要があります。しかし、従来のコンピュータで組合せ最適化問題を解くと、要素数が増えた場合には組合せ爆発が起こり、計算時間が爆発的に増加するため、解決が困難になることが知られています。また、現在のコンピュータは、計算量の増大にともない、電力消費量が増加するという問題に直面すると考えられており、現行のノイマン型※3とは異なる新しい方式に基づく電力消費量を抑えたコンピュータの開発が求められています。
　このようなニーズのもと、粘菌の効率的な情報処理を計算技術として活用するアイデアが注目されています。しかし、粘菌自体の変形速度は100秒で1ミリメートル程度と非常に遅く、生存には餌が必要であることから、そのままコンピュータとして利用することは困難です。そこで近年、粘菌の情報処理アルゴリズムをデバイスによって模倣した「粘菌コンピュータ」を開発することに関心が集まっています。これまで「粘菌コンピュータ」の開発に係る初期段階として、その動作原理を数理モデル化する研究が精力的に行われてきました。
　しかし依然として、巡回セールスマン問題※4といった汎用的な組合せ最適化問題を解ける「粘菌コンピュータ」は実現していません。これは、従来の数理モデルに問題があるためです。具体的には、従来の数理モデルには、粘菌が体全体の体積を一定に保ちながら変形することが制約条件として課せられていました。しかし、この条件は、実装に用いることができる物性材料や物理現象を強く制限してしまいます。また従来の数理モデルには、条件分岐など物理現象では表現が難しい情報処理が多く含まれており、粘菌コンピュータの実現には、このモデルを見直す必要がありました。

（２）新たに実現しようとしたこと、明らかになったこと
　そこで研究グループは、これまでの研究で提案されていた粘菌コンピュータのモデルから、組合せ最適化を解決するために必要な本質的な計算原理を抽出し、デバイス実装に適した数理モデルへと改良しました。そして、数値シミュレーションによる性能評価を行うとともに、最終的には、スピントロニクス素子※5を用いた実装例を示すことで、粘菌コンピュータの実現に向けた具体的な道筋を示しました。
　まず、従来型の数理モデルの改良において粘菌コンピュータへの物理実装を困難にしている次の3つの短所に着目しました。
　①粘菌の変形において体全体の体積は不変であるという制約条件が課せられていること。
　②粘菌のダイナミクスに不確実性を与える揺らぎが一様乱数で与えられていること。
　③その実装に複数の素子を必要とするシグモイド関数※6が多く含まれていること。
　これらの条件は、先行研究において、粘菌を用いた実験結果を数理モデルで再現するために導入されたものでした。しかし研究グループは、
　１．これらの条件が組合せ最適化を実現する上で本当に必要なのか
　２．より物理デバイスで実装しやすい数式に変更できないか
という問題意識のもと研究を進めました。
　これら3つの課題の解決にあたり、物理現象によって自然に再現できることを最優先にした複数の変更案を検討し、それぞれについて変更前後の性能を比較しました。その結果、課題①の「体積不変則に対応する制約条件」については組合せ最適化の性能にとって必要不可欠ではなく、むしろそれを取り除いた方が高い性能を示すことがわかりました。また、課題②の一様乱数の適用については、その代わりに自然界で広く見られるガウス分布※7に従う乱数を用いることで解探索時間が短縮されることを明らかにしました。さらに、課題③のシグモイド関数に関しては、その一部はより単純な階段関数※8へ置き換え可能であることも示しました。また、各変更が性能に与える影響を比較し、性能向上に寄与するものを採用するとともに、その上で、性能を損なわない範囲で情報処理を単純化する変更も取り入れた、新たな改良モデルを構築しました。
　その結果、従来は複数に分かれていた数理モデルの数式を単一の式へ統合することに成功し、これにより新たに提案した数理モデル（以下、「提案モデル」という）は、物理現象においても実現しやすく、かつ単純な情報処理構造を持つという、粘菌コンピュータの実装に適した特徴を備えることができました。
解探索ステップ数や解の質を指標として性能評価を行った結果、提案モデルは、従来モデルを上回る性能を示すことが分かりました。具体的には、巡回セールスマン問題の解探索時間が4分の1程度に短縮され、従来モデルでは100都市程度がシミュレーション計算の上限であったのに対し、提案モデルでは180都市まで扱えることを確認しました。さらに、新たなパラメータを導入したことで、解探索速度や解の質を柔軟に制御できることも示し、モデルの拡張性を明らかにしました。
　また、以上のような応用面に加え、本研究は粘菌の示す知性の仕組みを理解する上でも興味深い成果をもたらしました。提案モデルは、シグモイド関数による活性化と重み付けから構成される再帰的な構造を持ち、リカレントニューラルネットワーク※9と等価な情報処理を実現していることを示しました。この結果は、粘菌の情報処理とニューラルネットワーク※10との間に共通する計算原理が存在する可能性を示唆しています。

図2. 粘菌を用いた実験から、粘菌が組合せ最適化問題を解く際の本質的な計算原理を抽出した数理モデルを構築し、デバイス実装することで粘菌コンピュータの実現を目指す本研究の概念図。可能なデバイス実装の一例として、強磁性体を用いたスピントロニクス素子による実装案を提案した。

　最後に、提案モデルに基づき、組合せ最適化問題を解く粘菌コンピュータを、どのようにデバイスで実装できるかについて考察しました。特に、熱や放射線などに対して安定で、小さなエネルギー消費で操作・制御できる磁性体を活用することを検討し、スピントロニクス素子を用いた組合せ最適化マシンの実装案を提案しました。この物理実装は、粘菌の体積一定則に対応する条件を必要とせず、ガウス分布に従う熱揺らぎを利用するという提案モデルの特徴を直接反映しています。この実装案では、図２(右)に示すように二値変数に対応する粘菌の体の各部分を1つのスピントロニクス素子（上向き磁化の部分と下向き磁化の部分を併せもつ1つの磁気細線）で表現しています。各溝における粘菌の体の伸び具合は、上向き磁化の部分と下向き磁化の部分のちょうど境目である磁壁とよばれる磁気構造の位置で表されます。粘菌が餌を獲得するために体を伸ばす振る舞いは、デバイス全体に磁場を印加する（磁石を置く）ことで磁壁が右側に移動する現象により表現されます。一方、光照射によって粘菌が体を縮める振る舞いは、右側から電流を流して磁壁を左側に押し戻す操作で表現します。粘菌の揺らぎ動作（餌があるのに体を伸ばさない、あるいは光照射されていても体を伸ばすといった気まぐれな動作）は、熱揺らぎや素子の中に意図せず含まれる不純物などによって再現されます。この素子は互いに物理的に繋がっていませんが、体積一定則の制約を取り除いたことで、このような単純な構造が可能になります。本研究は、このような粘菌コンピュータの物理実装の可能性が明らかにし、その実現と社会実装の可能性を大きく向上させました。

（３）研究の波及効果や社会的影響
　粘菌コンピュータを実装する上で障壁となっていた数理モデルの課題を解消したため、より多様な材料や現象を実装に利用できるようになりました。これにより、粘菌が持つ高効率な情報処理と適切なデバイスの選択による相乗効果で、従来のコンピュータとは異なる原理で動作する、低消費電力で優れた計算効率を持つ粘菌コンピュータの開発が加速すると考えられます。
　これはAIや大規模な組合せ最適化により、現在のコンピュータが将来的に直面するであろう、電力消費量という課題の解決に貢献することが期待されます。また、粘菌の変形において全体の体積が一定であるという条件は最適化問題を解く際に必ずしも必要ではないことや、その情報処理がリカレントニューラルネットワークと等価な構造を持つことを示した点は、粘菌の知性の仕組みを理解する上で新たな視点を提供するものと期待されます。

（４）課題、今後の展望
　本研究では粘菌コンピュータの実現可能性の向上を目指して数理モデルを構築しました。巡回セールスマン問題に対して、優れた性能を示すことができましたが、我々のモデルを基礎とする粘菌コンピュータを、実応用レベルまで発展させるためには、より詳細かつ徹底的な性能評価が必要です。
　今後は、さまざまな組合せ最適化問題への適用や、提案モデルに含まれる多数のパラメータに対する性能評価を進めることで、モデルの汎用性を明らかにするとともに、その性能を最大限に引き出す設計指針の確立を目指します。また基礎的な観点からは、単細胞生物である粘菌の情報処理をあえてリカレントニューラルネットワークとして捉え直すことにより、そこで創発する「知性」の起源を調べることも興味深い課題だと考えています。

（５）研究者のコメント
　本研究では、粘菌コンピュータの動作原理となる数理モデルの構築から、スピントロニクス素子を用いた物理実装の提案までを一貫して行いました。新しいコンピューティング技術を発展させるためには、数理モデルだけでなく、材料・デバイス・応用までを含めた分野横断的な研究が不可欠です。
　本研究が数理とハードウェアの架け橋となり、異分野連携を通じて次世代の低消費電力コンピュータである「粘菌コンピュータ」の実現が加速するきっかけになることを期待しています。

（６）用語解説
※1　粘菌
アメーバ様の単細胞生物。実験ではモジホコリと呼ばれる変形菌がよく用いられる。外部環境に応じて、体内を満たす原形質と呼ばれる流体が流動することで、体を伸縮させながら移動する。

※2　組合せ最適化問題
多数の候補の中から最も良い組合せを見つける問題。配送経路の最適化や工場の生産計画、通信ネットワークの設計など幅広い分野で現れる。数学的には、0または1の値をとる変数の組合せに対して定義された関数を最小化または最大化する問題と定義される。最適化の対象となる関数はコスト関数と呼ばれる。

※3　ノイマン型
コンピュータの動作方式の一つで、現在使われているコンピュータのほとんどはこの方式に基づいている。演算を行うCPU（中央処理装置）と、データや命令を保存するメモリが分離されており、両者の間でデータをやり取りしながら情報処理を進める。この構造ではCPUとメモリ間の通信が性能や消費電力の制約となることがある。

※4　巡回セールスマン問題
組合せ最適化問題の一種。都市とそれらの間の距離が与えられたとき、ある都市から出発してすべての都市を1回ずつ訪問し、出発地点へ戻る巡回経路のうち、総移動距離が最も短い経路を求める問題である。このときコスト関数は巡回経路の総移動距離となる。ただし、一般に厳密な最適解を求めるのは困難なため、応用の場面では最適値に近い近似解を求めることが一般的である。

※5　スピントロニクス
電子は、電気的な性質を担う電荷と、磁気的な性質を担うスピンと呼ばれる2つの自由度をもつ。従来のエレクトロニクスが主に電荷を利用して情報処理を行うのに対し、スピントロニクスはスピンも利用して情報の記録や演算を行う技術である。省電力かつ安定な情報処理を実現できる技術として注目されている。

※6　シグモイド関数
引数に応じて0から1の間の値を滑らかに出力する単調増加な非線形関数。閾値と傾きを表すパラメータを持ち、入力が閾値付近にあるときに出力値が大きく変化する。ニューラルネットワークなどで広く利用されている。

※7　ガウス分布
平均値でピークをとり、その周りで左右対称に減衰する釣鐘形の確率分布。正規分布とも呼ばれる。熱揺らぎをはじめ、自然界で最もありふれた確率分布。

※8　階段関数
ある閾値より小さな引数に対して0、それより大きな引数に対して1を出力関数。シグモイド関数の閾値付近の傾きが無限大となる極限に対応する。

※9　リカレントニューラルネットワーク
ニューラルネットワークの一種。特に出力の一部が再び入力としてフィードバックされる再帰的な(リカレントな)構造を持ち、過去の状態を記憶しながら情報処理を行うことができる。音声や動画などの時系列データや言語処理などでよく用いられる。

※10　ニューラルネットワーク
生物の神経回路網に着想を得た数理モデル。多数の人工的なニューロン(神経細胞の数理モデル)が互いに信号をやり取りすることで複雑な情報処理を実現する。画像認識や生成AIなど、現代のAI技術の基盤となっている。
（７）論文情報
雑誌名：Physical Review Research
論文名：Mathematical model of the amoeba-inspired combinatorial optimization machine for physical implementation and its equivalence to recurrent neural networks
執筆者名（所属機関名）：
宮島悠輔* (早稲田大学理工学術院　先進理工学部　物理学科・助教)
望月維人 (早稲田大学理工学術院先進理工学部応用物理学科教授)
掲載日：2026年6月9日
掲載URL：https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/zgvb-cfpg
DOI：https://doi.org/10.1103/zgvb-cfpg
*：責任著者

（８）研究助成
研究費名：日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(A)
研究課題名：スキルミオンが持つ新しい物質機能・物性現象の開拓とスキルミオニクスの創出
（課題番号：JP25H00611）
研究代表者名（所属機関名）：望月維人（早稲田大学）

研究費名：日本学術振興会科学研究費助成事業学術変革領域研究(A)
研究課題名：キメラ準粒子の理論（課題番号：JP24H02231）
研究代表者名（所属機関名）：村上修一（東京大学）

研究費名：科学技術振興機構戦略的創造研究推進事業 CREST
研究課題名：Beyond Skyrmionを目指す新しいトポロジカル磁性科学の創出（課題番号：JPMJCR20T1）
研究代表者名（所属機関名）：于秀珍（理化学研究所）

娘は父のジェンダー意識を変えるのか？

早稲田大学 — Mon, 15 Jun 2026 15:00:00 +0900

娘は父のジェンダー意識を変えるのか？ ―日本の大規模調査データから政治的態度への影響を検証― 詳細は早稲田大学ウェブサイトもご覧ください
＜発表のポイント＞
◆本研究では、第一子の性別がほぼ偶然に決まることを利用して、娘を持つことで父親の政治的態度が変化するかどうかを、実証的に分析しました。
◆ 日本の大規模調査データを用いた分析の結果、第一子が娘である父親は、伝統的な性別役割分業に否定的で、より男女平等的な意識を持つ傾向があることを明らかにしました。
◆ 娘を育てる経験は、夫婦別姓や女系天皇への支持など、ジェンダー平等に関わる制度改革への支持とも結びつくことを示しました。
◆ 一方で、こうした影響は政治的イデオロギーや移民、安全保障などの態度には見られず、ジェンダー周辺の意識に限定されることも分かりました。
◆ 本研究の結果は、家庭内の経験が社会全体の意識変化につながる可能性を示し、ジェンダー平等を考える新たな視点を提供します。

　娘を持つと、父親のジェンダー平等意識は変わるのでしょうか。政治的態度の形成については、親が子どもに与える影響が広く研究されてきた一方で、子どもが親に与える影響は十分に分かっていません。欧米では、娘を持つことが父親の政治意識を変えるとする研究がある一方で、欧米以外の地域では異なる結果も報告されています。
　先進国でありながら男女格差が大きい非西洋社会の日本において、この問題を検証することには大きな意義があります。早稲田大学政治経済学術院の尾野嘉邦（おのよしくに）教授とマカオ大学政府行政学部の千葉大奈（ちばだいな）准教授による本研究では、日本版総合的社会調査（JGSS）（※1）の大規模データを用い、第一子の性別がほぼ偶然に決まる点に着目して、娘を持つことが父親のジェンダー関連の政治的態度に与える影響を分析しました。
　その結果、娘を持つことで父親の男女平等に関する意識が高まり、夫婦別姓などの制度改革への支持にもつながることが明らかになりました。これらの知見は、日本において、親から子への影響だけでなく、子から親への影響を通じて、家庭内の経験が有権者の意識変化につながる可能性を示すものです。
　本研究は2026年6月12日に「Public Opinion Quarterly」に掲載されました。
　論文名：Do Daughters Change Their Fathers? Evidence from the First-Daughter Effect in Japan

（図1）「娘を持つこと」が父親の政治態度に与える影響（論文中の図1を改変）

　図1は、第一子が娘であることが、父親のジェンダー関連の意識や政策支持に与える推定効果を示しています。四角で囲んだ数値は推定値、横線は95％信頼区間、縦の破線は「効果なし」を表します。数値が右側にあるほど、第一子が息子である父親に比べて、第一子が娘である父親の方が、その項目をより支持する傾向が強いことを意味します。図１の通り、第一子が娘である父親は、ジェンダー平等に関わる価値観や関連政策をより支持する傾向が確認されました。

（１）これまでの研究で分かっていたこと　
　有権者の政治意識がどのように形成されるかというのは、政治学における主要な研究テーマの一つです。これまでの研究では、親が子どもに価値観や政治的な考え方を伝える「親から子への影響」に主に注目が集まってきました。一方で、子どもが親の考え方に影響を与える可能性については、近年になって研究されるようになってきました。とくに欧米では、娘を持つ父親ほど男女平等に対してより肯定的な考えを持つ傾向が報告されています。しかし、こうした研究結果は主に欧米で得られたものであり、欧米以外の国や地域では必ずしも同じような結果が確認されていません。そのため、社会的・文化的背景が異なる文脈においても、この関係が成り立つのかを検証する必要がありました。

（２）今回の研究で新たに実現しようとしたこと、明らかになったこと、そのために新しく開発した手法
　本研究は、子どもが親の政治的態度に与える影響について、日本のデータを用いて実証的に検証しました。分析には日本版総合的社会調査（JGSS）の大規模データを使用し、子どもを持つ父親を対象としました。
　本研究の特徴は、第一子の性別がほぼ偶然に決まるという点に着目したことです。日本では出生時の男女比が安定しており、人為的な性別選択の影響が小さいとされています。この特性を利用することで、単に娘がいる父親といない父親を比べるのではなく、第一子が娘である父親と第一子が息子である父親という、第一子の性別以外の条件がほぼ同じ父親同士を比較し、娘を持つことの因果的影響をより厳密に推定しました。
　分析の結果、娘を持つことによって父親の男女平等に関する意識が高まることが明らかになりました。具体的には、伝統的な性別役割分業への否定的な態度が強まり、夫婦別姓の導入など、男女平等に関わる制度改革への支持が高まる傾向が確認されました。また、女性の地位に関する問題に加え、所得再分配や犯罪対策といった政策についても、より積極的な政府の関与を支持する傾向が見られました。
　一方で、こうした変化はすべての政治的態度に及ぶわけではありません。政党支持や移民、外交・安全保障に関する考え方など、男女平等とは直接関係しない分野では、娘を持つことによる明確な影響は確認されませんでした。このことから、娘を持つことの影響はジェンダーに関連する特定の領域に限定されていることが分かります。
　以上の結果は、子育てという家庭内の経験が父親の政治意識に影響を与える可能性を示しています。とくに、娘を持つという経験が、父親の女性の立場や課題への理解を深め、それが政策への支持に結びついていると考えられます。

（３）研究の波及効果や社会的影響
　本研究は、家庭内の経験が有権者の政治意識に影響を与える可能性を示した点に意義があります。政治意識は親から子へ受け継がれるだけでなく、子どもとの関わりを通じて、親の側でも変化しうることを示しています。
　また、娘を持つことの影響は、男女平等に関する意識や制度改革への支持に表れていました。この結果は、ジェンダー平等を進めるうえで、教育や制度改革といった従来のアプローチだけでなく、家庭内での経験や親子関係にも目を向ける必要があることを示唆しています。娘を持つ父親は、男女平等政策への理解や支持を広げるうえで重要な役割を果たしうると考えられます。
　ただし、本研究は、娘を持つことによって必ず父親の意識が変わることを示すものではありません。あくまで、日本の大規模調査データに基づき、父親の意識形成における一つの経路を明らかにしたものです。今後は、こうした政治的態度の変化が、投票行動や政策支持などの具体的な行動にどのようにつながるのかを検証することが期待されます。

（４）課題、今後の展望
　本研究にはいくつかの課題があります。第一に、本研究は父親の政治的態度の違いを分析したものであり、投票行動や政治参加といった実際の行政治動への影響までは明らかにしていません。今後は、政治意識だけではなく、具体的な政治行動にもつながっているのかを検証する必要があります。
　第二に、本研究で明らかにしたのは主に「第一子の性別」の影響であり、娘を持つ経験全体の効果を捉えたものではありません。家族構成や子どもの数によって影響がどのように異なるのかについては、さらなる検討が求められます。
　第三に、本研究は日本のデータに基づくものであり、他の国・地域や社会にそのまま当てはまるとは限りません。文化的・制度的背景の違いを踏まえた体系的な国際比較研究が今後の課題です。
これらの課題を踏まえると、今後は家族経験と政治的態度の関係をより多面的に捉える研究が期待されます。とくに、家庭内での経験がどのような仕組みを通じて政治的態度の変化につながるのかを明らかにすることで、社会の政治意識の変化を理解する手がかりが得られると考えられます。

（５）研究者のコメント
　有権者の政治的態度は、制度や経済状況だけでなく、学校や日常生活の経験の中でも形づくられます。こうした政治的社会化のプロセスについて、家庭の役割を見た時に、これまで親から子への政治的価値観やイデオロギーの伝達が論じられてきました。本研究では、子育てという身近な経験が父親の男女平等に対する見方に影響を与える可能性を示しました。こうした家庭内の経験は、これまで日本においてあまり注目されてこなかった政治的態度形成の重要な経路の一つと考えられます。身近な生活と政治とのつながりに目を向けることが、社会の変化を理解する手がかりになると考えています。
　この研究で利用した日本版総合的社会調査（JGSS）は、大阪商業大学 JGSS 研究センター（文部科学大臣認定日本版総合的社会調査共同研究拠点）が実施したものであり、貴重なデータの提供に謝意を表します。

（６）用語解説
※1　日本版総合的社会調査（JGSS）
日本版総合的社会調査（Japanese General Social Survey: JGSS）は、日本社会における人々の意識や行動、政治態度、社会経済的属性などを把握することを目的として実施されている大規模社会調査である。米国のGeneral Social Survey（GSS）をモデルとして設計され、無作為に抽出された人々を対象に、面接や留置方式などにより回答を収集してきた。日本では2000年のJGSS-2000以降、大阪商業大学JGSS研究センター（https://jgss.daishodai.ac.jp/）を中心に継続的に実施されている。JGSSのデータは、大阪商業大学JGSS研究センターなどを通じて研究・教育目的で公開されており、社会学をはじめ、政治学、経済学など幅広い分野で活用されている。

参考：大阪商業大学JGSS研究センター「JGSSプロジェクト」（https://jgss.daishodai.ac.jp/introduction/int_jgss_project.html）および「全体的な調査方針」（https://jgss.daishodai.ac.jp/surveys/sur_top.html）

（７）論文情報
雑誌名： Public Opinion Quarterly
論文名： Do Daughters Change Their Fathers? Evidence from the First-Daughter Effect in Japan
執筆者名（所属機関名）：
千葉大奈（マカオ大学）（筆頭著者）
尾野嘉邦（早稲田大学）（責任著者）
掲載日：2026年6月12日
DOI：https://doi.org/10.1093/poq/nfag040

（８）研究助成（外部資金による助成を受けた研究実施の場合）
科研費基盤研究A「政治的ジェンダーバイアスの包括的研究」（20H00059)など

トポロジカルマグノンの熱に対する耐性を初めて理論的に実証

早稲田大学 — Fri, 12 Jun 2026 14:00:00 +0900

2026年6月12日
早稲田大学
トポロジカルマグノンの熱に対する耐性を初めて理論的に実証 ~次世代超低消費電力スピントロニクス材料の設計指針~

詳細は早稲田大学HPをご覧ください
【発表のポイント】
●磁性体中に現れる特殊な量子状態「トポロジカルマグノン」が、熱に対してどこまで安定か、世界で初めて定量的に解明しました。
●複数のマグノン同士が衝突・干渉し、互いに束縛しあう量子力学的な効果を取り込んだ新しい理論を構築し、これまで熱によって壊れやすいと考えられていたトポロジカルマグノンの性質が、従来予想よりも高温まで保たれることを明らかにしました。
●トポロジカルマグノンに関する中性子散乱実験の結果を「単一マグノンとマグノン束縛状態間の相互作用」を考慮することで再現・説明することに成功しました。
●熱に強いトポロジカルマグノン材料を探索するための具体的な設計指針を示しました。将来的な超低消費電力情報技術に向けた新しい量子材料探索への貢献が期待されます。
　早稲田大学大学院先進理工学研究科の衛藤倫太郎(えとうりんたろう)大学院生(研究当時)と理工学術院の望月維人(もちづきまさひと)教授は、ドイツ・ミュンスター大学、ミュンヘン工科大学との国際共同研究により、磁性体中に現れる特殊な量子状態「トポロジカルマグノン」が、熱によってどのような影響を受けるかを理論的に解明しました。
　研究グループは、多数のマグノン同士が衝突・干渉しあう複雑な量子効果を高精度で取り扱える新しい理論を構築しました。この理論を用いることで、臭化クロム（CrBr3）やヨウ化クロム（CrI3）に現れるトポロジカルマグノンが、従来予想されていたよりも熱に対して頑健で、高温でも安定に存在できることを定量的に示しました。
　本研究の成果は、将来的な超低消費電力情報技術に向けた新しい量子材料探索の指針になることが期待されます。
　本成果は、アメリカ物理学会（APS）が刊行するフラッグシップジャーナル「Physical Review X」に、2026年6月10日（現地時刻）にオンライン掲載されました。

図1: 磁性元素が蜂の巣(ハニカム)格子を組むファンデルワールス強磁性体の模式図。2つのマグノンの束縛状態[図中左]が、単一マグノン[図中右]と相互作用する様子を示している

キーワード：
トポロジカルマグノン、ディラックマグノン、ファンデルワールス磁性体、熱耐性、束縛状態、臭化クロム、ヨウ化クロム、スピントロニクス

（１）これまでの研究で分かっていたこと
　磁性物質中では、電子が持つ磁気的な自由度であるスピン[※1]の集団的な揺らぎが波のように伝わります。この波は「マグノン[※2]」と呼ばれ、電荷の流れを伴わずに情報を運べるため、発熱の少ない次世代情報処理技術への応用が期待されています。

図2: ギャップのないトポロジカルマグノン(左)及びギャップ付きトポロジカルマグノン(右)の運動量-エネルギー空間における模式図。トポロジカルマグノンのバンドギャップが開くと、ギャップ間に散乱の影響をほとんど受けずマグノンが一方向にのみ流れる「エッジ状態」が現れる。

　なかでも近年、特に注目されているのが、「トポロジカルマグノン[※3]」[図2]と呼ばれる特殊なマグノンです。絶対零度において、典型的な「バンドギャップ[※4]のない」トポロジカルマグノン[図2左] は、エネルギーが運動量に比例する特徴的なバンド[※4]構造を形成します。さらに、スピン軌道相互作用[※5]などの効果によってバンド間に「ギャップが開く」[図2右]と、物質の端（外周）に沿って伝わる特殊なマグノン状態「エッジ状態[※6]」がギャップ内に現れます。このエッジ状態は、欠陥や乱れの影響を受けにくく安定に流れやすいという特徴を持っていることから、将来の省エネルギー情報技術への応用が期待されています。
　一方で、実際の物質は有限温度にあります。温度が上がると、熱励起された複数のマグノン同士が衝突・散乱されることで、マグノンのエネルギーが変化したり寿命が短くなったりします。そのため、本来は絶対零度でのみ理論的に正確に記述できるトポロジカルマグノンの性質が、実際の実験環境・デバイスとしての動作環境である有限温度下でも本当に存在するのか、またどの程度の温度まで安定なのかは十分に分かっていませんでした。特に、ギャップがほとんどないトポロジカルマグノンを持つ「臭化クロム（CrBr3）」では、過去の実験でマグノン励起スペクトルの詳細な温度依存性が報告されていましたが、その全体を定量的に説明する理論は確立されていませんでした。
　また、ギャップの開いたトポロジカルマグノンを持つ「ヨウ化クロム(CrI3)」では、温度を上げていくと、バンドギャップの開閉が起こり、それに伴うトポロジカルな性質の変化に由来して、エッジ状態の向きが反転することが理論的に予測されていました。しかし、このバンドギャップ開閉に関する予測は必ずしも高温での精度が保証されていない近似計算に基づいたもので、その信頼性は強く疑問視されていました。

（２）新たに実現しようとしたこと、明らかになったこと
　本研究では、まず、磁性体中のトポロジカルマグノンが、有限温度でどのように変化するかを記述する理論を構築しました。対象としたのは、臭化クロム（CrBr3）、ヨウ化クロム（CrI3）などの「ファンデルワールス強磁性体[※7,8]」と呼ばれる層状磁性体です。これらの物質は、磁性層が弱い原子間力(ファンデルワールス力)により積み重なった構造をもち、マグノンの性質を調べる上で重要な物質群となっています。しかしながら、従来の理論では、これらの物質における温度によるマグノンのエネルギー変化や寿命の短縮を十分に説明できない場合がほとんどでした。

図3: (a) CrBr3におけるマグノンバンドのエネルギーの温度効果による変化量の理論-実験間の比較。エラーバー付きの白抜きマーカーが実験値、紫実線が再和法(resummation)による理論計算結果を示す。再和法(resummation)が、より低次の近似に基づく理論計算(黒実線および紫点線)よりも実験データとよく一致している。(b) CrI3におけるマグノン励起スペクトルの計算結果。緑線が絶対零度(0 K)の分散関係、カラーマップがキュリー温度付近(40.6 K)におけるスペクトル関数を示しており、K点直上のバンドギャップがキュリー温度付近においても消失することなく保たれている。

　そこで本研究では、熱励起された複数のマグノン間の相互作用をより精密に取り入れるため、「再和法(resummation)」と呼ばれる手法を用いました。これにより、単一のマグノンが、熱的に励起された別のマグノンや、2つのマグノンが量子力学的な効果により非常に強く結びついた「束縛状態[※9]」と相互作用する効果[図1]を精度良く記述することができます。
　その結果、CrBr3において、2022年にスイス・パウルシェラー研究所の中性子散乱実験[※10]グループにより観測・報告されていた、ギャップがほとんどないトポロジカルマグノンのエネルギー変化と線幅の広がりを、広い温度範囲で定量的に説明することに成功しました[図3(a)]。具体的には、再和法が複数マグノンの束縛状態や共鳴状態の効果を取り込み、低温での線幅の「大きな運動量依存性」を説明できることを示しました。
　さらに、CrI3などのギャップの開いたトポロジカルマグノンをもつ物質では、温度上昇によってバンドギャップは小さくなるものの、強磁性秩序が失われるキュリー温度[※11]付近までギャップが維持されることを明らかにしました[図3(b)]。これは、トポロジカルマグノンが、従来考えられていたよりも熱に対して頑強である可能性を示しています。
　また、これにとどまらず、温度効果によるスペクトル幅の広がり[※12]に埋もれずにトポロジカルなバンドギャップを観測するには、強磁性秩序を安定化させる「交換相互作用(J) [※13]」と、スピン軌道相互作用に由来しバンドギャップを開ける「Dzyaloshinskii-Moriya相互作用(D) [※14]」との比D/Jがどの程度必要かを評価しました。その結果、典型的には「約5％」が一つの目安になることを示しました。これは、今後様々なトポロジカルマグノン材料を探索する際の実用的な指針になります。

（３）研究の波及効果や社会的影響
　本研究は、磁性物質中のトポロジカルマグノンが温度によってどのように変化するかを、実験と比較可能な形で予測する理論的な基盤を与えるものです。これにより、トポロジカルマグノンを利用した材料やデバイスを設計する際に、単に「理論的に存在する」だけでなく、「実際の温度条件で観測・利用できるか」を判断しやすくなります。
　マグノンは電荷の移動を伴わないため、発熱の少ない情報伝達の担い手として期待されています。本研究で示した温度耐性の評価方法は、将来的にスピントロニクス[※15]などの低消費電力情報処理技術に向けた材料探索に役立つ可能性があります。

（４）課題、今後の展望
　本研究では、2次元磁性体の代表例であるファンデルワールス磁性体を対象に、有限温度でのマグノンの振る舞いを理論的に調べました。一方で、実際の物質では、欠陥、不純物、試料形状、層数、基板との相互作用などもマグノンの性質に影響します。今後は、これらの現実的な要素を取り入れた理論や、より多様な候補物質への応用が重要になります。
　また、本研究で得られた指針をもとに、トポロジカルマグノンのギャップがより大きく、熱によるスペクトル幅の広がりの影響を受けにくい物質を探索することが期待されます。実験研究との密な連携により、マグノンを利用した新しい情報処理技術の基盤形成につながる可能性があります。

（５）研究者のコメント
トポロジカルマグノンは、将来の省エネルギー情報技術を支える候補として注目されています。本研究では、その性質が温度によってどのように変わるかを、実験結果と直接比較できる形で明らかにしました。今後の材料探索やデバイス設計に役立つ理論的な土台になると期待しています。

（６）用語解説
※1 スピン
電子が持つ小さな磁石のような性質です。磁石の性質やマグノンの振る舞いを決める重要な要素です。

※2 マグノン
磁性体中における磁気励起を粒子的な描像で捉えたものを「マグノン」と呼びます。

※3 トポロジカルマグノン
「トポロジー(位相幾何学)」とは、物の形を連続的に変えても不変となる量(トポロジカル不変量)を取り扱う数学の一分野です。物質中のマグノンでは、マグノンバンドを構成する状態空間の幾何学的性質として現れます。トポロジカル不変量が非ゼロとなるマグノンを「トポロジカルマグノン」と呼びます。

※4 バンド・バンドギャップ
電子やマグノンなどの粒子が物質中で取りうるエネルギーの運動量空間における離散的な分布のことを「バンド」といいます。結晶固体の性質を決める重要な概念です。また、複数のバンドの間のエネルギーのすき間のことを「バンドギャップ」といいます[図2右参照]。

※5 スピン軌道相互作用
相対論効果に由来する、電子のスピン自由度と電荷・軌道自由度を結びつける相互作用のことをいいます。

※6 エッジ状態
物質内部ではなく、物質の端（外周）に沿って現れる特殊な状態です。本研究では、トポロジカルマグノンのギャップ内に現れる、「後方散乱の影響を受けにくく安定して流れやすい」エッジ状態を扱っています。

※7 強磁性体
電子が持つ磁気的な自由度「スピン[※1]」が同じ向きにそろうことで、磁石として振る舞う物質です。鉄やコバルトなどが代表例です。

※8 ファンデルワールス磁性体
原子層が弱い原子間力（ファンデルワールス力）で積み重なった層状磁性体です。薄膜化しやすく、次世代の二次元量子材料として注目されています。

※9 束縛状態
空間的に近接した複数の粒子同士が互いに引き合い、ひとまとまりの状態として振る舞う量子状態です[図1参照]。

※10 中性子散乱実験
物質に中性子ビームを照射し、跳ね返ってきた中性子の方向やエネルギーの変化を調べることで、マグノンなどのスペクトルを精密に測定する実験手法。本研究で参照した臭化クロム(CrBr3)に関する中性子散乱実験のデータは、論文[S. E. Nikitin et al., Phys. Rev. Lett. 129, 127201 (2022)]にて報告されたものです。

※11 キュリー温度
強磁性体において、電子スピンの向きがそろった磁石としての性質（磁気秩序）が、熱揺らぎによって失われ、スピンの向きがバラバラになる温度のことです。

※12 スペクトル幅の広がり
マグノンは他のマグノンに散乱されることで寿命が短くなります。粒子の寿命とエネルギースペクトル幅（線幅）はおおよそ反比例の関係にあるため、粒子の寿命が短くなると、観測されるスペクトル幅が広がります。その結果、中性子散乱実験などで得られる信号が不明瞭になり、バンドギャップなどの微細な構造が観測しにくくなります。

※13 交換相互作用
電子スピン同士を同じ向き、あるいは反対向きにそろえようとする量子力学的な相互作用です。強磁性や反強磁性など、磁石の性質を決める基本的な要因です。

※14 Dzyaloshinskii-Moriya(守谷)相互作用
スピン軌道相互作用に由来する特殊な磁気相互作用のことをいいます。マグノンのバンド構造にギャップを作り、トポロジカルな性質をもたらす、あるいは変化させる主要因になります。

※15 スピントロニクス
電子の電荷自由度だけでなく、スピン自由度も利用して情報処理を行う技術分野です。低消費電力デバイスへの応用が期待されています。

（７）論文情報
雑誌名：Physical Review X
論文名：Fate of Topological Dirac Magnons in van der Waals Ferromagnets at Finite Temperature
執筆者名（所属機関名）：衛藤倫太郎* (ドイツ・ミュンヘン工科大学日本学術振興会海外特別研究員/研究当時: 早稲田大学大学院先進理工学研究科物理学及応用物理学専攻博士課程, 日本学術振興会特別研究員DC1)
Ignacio Salgado-Linares (ドイツ・ミュンヘン工科大学自然科学部物理学科博士課程)
望月維人 (早稲田大学理工学術院先進理工学部応用物理学科教授)
Johannes Knolle (ドイツ・ミュンヘン工科大学自然科学部物理学科教授)
Alexander Mook* (ドイツ・ミュンスター大学固体理論研究科教授)
掲載日時：2026年6月10日
掲載URL：https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/tbh2-jq9r
DOI：https://doi.org/10.1103/tbh2-jq9r
*：責任著者

（８）研究助成
研究費名：学術変革領域研究(A) 『キメラ準粒子が切り拓く新物性科学』
研究課題名：キメラ準粒子の理論
課題番号：JP24H02231
研究代表者名（所属機関名）：村上修一（東京大学）

研究費名：科研費基盤研究(A)
研究課題名：スキルミオンが持つ新しい物質機能・物性現象の開拓とスキルミオニクスの創出
課題番号：JP25H00611
研究代表者名（所属機関名）：望月維人（早稲田大学）

研究費名：科学技術振興機構戦略的創造研究推進事業 CREST
領域名：トポロジカル材料科学に基づく革新的機能を有する材料・デバイスの創出
研究課題名：Beyond Skyrmionを目指す新しいトポロジカル磁性科学の創出
課題番号：JPMJCR20T1
研究代表者名（所属機関名）：于秀珍（国立研究開発法人理化学研究所）

研究費名：日本学術振興会特別研究員奨励費(DC1)
研究課題名：トポロジカル磁性における磁気励起と光誘起現象に関する理論研究
課題番号：23KJ2047
研究代表者名：衛藤倫太郎（早稲田大学）

研究費名：日本学術振興会若手研究者海外挑戦プログラム (2024年度)
研究課題名：マグノンバンドトポロジーの光学的手法による検出と制御に関する理論研究
受入研究機関名：ドイツ・ヨハネス=グーテンベルク大学マインツ
研究代表者名：衛藤倫太郎（早稲田大学）

研究費名：日本学術振興会海外特別研究員
研究課題名：量子磁性体における分数励起のスペクトロスコピーに関する理論研究
受入研究機関名：ドイツ・ミュンヘン工科大学
研究代表者名：衛藤倫太郎

アジア6カ国100名超の研究者が人工細胞構築に向けた10年ロードマップを発表

早稲田大学 — Mon, 08 Jun 2026 15:00:00 +0900

2026年6月8日
早稲田大学
東京大学大学院総合文化研究科
理化学研究所
東京科学大学
神戸大学、大阪大学
アジア6カ国100名超の研究者が人工細胞構築に向けた10年ロードマップを発表 ~「ProtoCell」から「AutoCell」へ至る協調的研究戦略を提示~

詳細は早稲田大学HPをご覧ください
【発表のポイント】
●生体分子などを組み合わせることによって天然の細胞の本質的な機能を付与した人工細胞※1の実現に向けて、タンパク質合成・代謝・遺伝情報の複製・分裂、さらに、多階層システム統合の主要課題を明確にし、 ProtoCellの構築に続いてAutoCellの構築へと発展させる2段階戦略を定めました。
●人工細胞構築に向けてAI駆動型中央バイオファウンドリ※2を活用し、標準化と自動化による新たな共同研究モデルを提案しました。
●アジアの研究者群による人工細胞研究におけるロードマップの発表で、同研究分野におけるアジアの国際的な存在感の強化に繋がります。
　早稲田大学理工学術院の木賀大介(きがだいすけ)教授、東京大学大学院総合文化研究科の市橋伯一（いちはしのりかず）教授、国立研究開発法人理化学研究所生命機能科学研究センターの清水義宏（しみずよしひろ）チームディレクター、東京科学大学未来創成研究院地球生命研究所の松浦友亮（まつうらともあき）教授、神戸大学大学院科学技術イノベーション研究科の近藤昭彦（こんどうあきひこ）客員教授、神戸大学先端バイオ工学研究センターの蓮沼誠久（はすぬまともひさ）センター長・教授、大阪大学大学院工学研究科の青木航（あおきわたる）教授らの国際共同研究チームは、深セン先進技術研究院（中国）所長のChenli Liu教授らと協力し、多種類の生体分子などを組み合わせることで生命に近い細胞システムを構築することを目指し、今後10年間にわたる人工細胞研究の体系的なロードマップ（以下、「本ロードマップ」という）を発表しました。
　本ロードマップは、これまで個別・探索的に進められてきた人工細胞研究を、アジア全体で連携した高インパクトな研究へと発展させる重要な転換点となるもので、人工細胞構築における主要なボトルネックの克服を加速させることが期待できます。その結果、個々の分子としては「生きてはいない」生体分子たちを組み合わせることで、生命を創り出せるかという根源的な問いに対して、アジアからの知見を示し、国際的な責任を果たすことを目的としています。
　本成果は、「Nature Biotechnology」に、2026年5月26日にオンライン掲載されました。

キーワード：
人工細胞研究、合成生物学、国際共同研究、AI駆動研究

（１）これまでの研究で分かっていたこと
　リン脂質、タンパク質、DNAなどの生体高分子を用いて、単一細胞に相当するシステムを一から構築することは、合成生物学における最も挑戦的な目標の一つです。
　この目標の達成は、「生命とは何か」という根本的な問いの理解を深めるだけでなく、プログラム可能でカスタマイズ可能な機能性細胞の創出に繫がります。これにより、基礎科学だけでなく、バイオものづくりやバイオ医療をはじめとするバイオテクノロジー分野にも、大きな変革をもたらすことが期待されます。過去20年にわたり、欧州では MaxSynBio や BaSyC、米国では Build-a-Cell Initiative などの取り組みが進められ、細胞の各種機能に対応したモジュールの設計や機関横断型の共同研究の基盤が築かれてきました。
　一方で、個々の機能モジュールの研究は大きく進展しているものの、それらを時間的・空間的に統合し、完全に機能する人工細胞へと組み上げることは、依然として世界的な未解決課題です。

（２）新たに実現しようとしたこと、明らかになったこと
　2023年、アジア6か国の研究者は SynCell Asia Initiative を設立しました。これは、世界の人工細胞研究において、アジア独自の力強い研究コミュニティを形成する重要な一歩となりました。
　その後、SynCell Asia Workshop を継続的に開催し、参加研究者は深い議論を重ね、ビジョンを共有しながら、アジアの視点と地域的強みに根ざした科学的枠組みと行動計画を形成してきました。今回、本取り組みを通じて本ロードマップを発表しました。
　まず、本ロードマップでは、人工細胞構築に向けて以下の４つを中核的課題として挙げました。

【中核的課題】
１．代謝の連続性
　現在の無細胞系の多くは、ATPやNADHなどのエネルギー物質をあらかじめ投入する方式に依存しており、継続的なエネルギー再生や代謝サイクルを十分に備えていません。そのため、長時間にわたる自律的な動作が大きく制限されています。

２．リボソームの自律性
　RNAの情報からタンパク質を生産する工場として動作する巨大分子であるリボソームは、多数のタンパク質とRNAによって構成されている、という再帰的な性質があります。そして、リボソームの組み立てには、リボソームの構成成分であるタンパク質の構造を変化させる酵素や、RNAへの化学修飾が必要です。しかし、現在のリボソームの人工的な組み立て手法ではこれらが十分に再現されていません。このことが、自己持続的なタンパク質生産の実現を妨げています。

３．モジュール設計ルールの不足
　細胞機能についての制御可能な各種モジュールについて、物理原理に基づいてこれらを設計するための体系的な指針が、まだ確立されていません。例えば、膜の成長と細胞分裂をどのように力学的に結合させるかについても、十分に理解されていません。

４．時空間協調制御の複雑性
　DNA複製、染色体分配、細胞分裂を時間的・空間的に精密に制御することは極めて困難です。これは、人工細胞構築における最も深刻なシステムレベルのボトルネックです。

　これらの課題に対応するため、本ロードマップでは、中央集約型の新しい研究パラダイムを以下の4つの軸で提案するとともに、10年間の時間軸における目標設定を提示しました。

【中核的課題を解決するための新しい研究パラダイムの提案】
１．AI駆動型中央バイオファウンドリ
　この構想では、従来の研究室単位の分散的な取り組みに代わり、統合拠点としてAI駆動型中央バイオファウンドリを設置することを提案しています。
　このモデルでは、「中央ファクトリー」と「各国に分散したワークステーション」を組み合わせます。試薬や、標準化され機能拡張が可能な人工細胞を中央ファクトリーで調製し、自動化されたパイプラインを通じて参加研究室へ分配します。これにより、閉ループ型の Design-Build-Test-Learn、すなわち DBTL サイクル※3を実現します。

２．単一人工細胞オミクス
　自動化プラットフォームを用いて、ゲノム、トランスクリプトーム、プロテオーム、メタボローム、定量イメージングデータを単一細胞レベルで取得します。これにより、機械学習モデルに必要な高次元データを提供します。

３．ハイブリッドモデリング
　生命システムの内容物と反応過程をできる限り理論に取り込んだ「ホワイトボックス型」の機構論的モデルと、これと相補的な、実験条件と実験結果の組み合わせの高次元データから構築される「ブラックボックス型」データ駆動モデルという、２つのモデルを組み合わせることで、人工細胞についての設計上の制約や重要な制御パラメータを明らかにします。

４．人工細胞の進化
　多数の要素からなる生命システムについて、合理的設計を行った場合でも、予期しない相互作用が生じる可能性があります。そこで本ロードマップでは、細胞の成長と分裂からなる細胞増殖のサイクルが完全に確立される前の研究段階から、細胞機能の各種モジュールの組み合わせについての大量のバリエーション構築と、これらからの人為選択を繰り返して行う、人工的な進化サイクルの推進を提案しています。これにより、成長とDNA複製の連動など、細胞を構成する多階層をまたぐ、創発的な機能を探索します。

【本ロードマップを実現するための時間軸】
１．第1段階：ProtoCell (1〜5年目)
　第1段階では、安定なリン脂質ベシクル※4を基盤とする ProtoCell の構築を目指します。
ProtoCell は、少なくとも200遺伝子からなるゲノム基本セット※5を持ち、無細胞転写翻訳システム※6によって90%以上の種類のタンパク質を生産できることを目標とします。また、主要代謝物を内因的に合成できるシステムを備えることも目指します。
　さらに、人工細胞の「デジタルツイン」を開発し、機械的シグナルと生化学的シグナルがどのように協調して分裂を制御するのかを探索します。

２．第2段階：AutoCell (6〜10年目)
　第2段階では、外部から供給される無細胞発現システムに依存せず、ゲノムにコードされたリボソーム再生を内因的に実現する AutoCell の構築を目指します。
　AutoCell について、細胞の各種機能が協調した成長・分裂サイクルが、少なくとも連続10回以上進行することを目標とします。また、各種目的に応じた環境選択圧のもとで人工細胞を進化させます。さらには、複数種類の人工細胞からなる集団について、細胞間での物質交換や分業による創発的な挙動を行わせることも視野に入れています。

（３）研究の波及効果や社会的影響
　SynCell Asia が提案した本ロードマップは、アジア各国が持つ技術的強みの相補性を活かし、国境を越えた共同研究、共有インフラ、オープンスタンダードを基盤とする新たな研究モデルを構築するものです。
ProtoCell から AutoCell へと至る2段階戦略と、AI駆動型中央バイオファウンドリをシステム統合の中核に据える構想は、細胞機能の個々のモジュールが十分に結合されていないという現在の課題に直接対応するものです。このような研究組織の設計とプラットフォーム構築は、世界的にも前例のない独自の協同研究モデルです。この新たなパラダイムは、人工細胞研究を、各研究室が異なる反応環境で個別に進める断片的なモジュール探索から、標準化された手法に基づく体系的・協調的な人工細胞システムの構築へと転換するものです。さらに、本ロードマップのもとで構築される共同研究体制とインフラは、人工細胞構築にとどまらず、定量生物学、人工知能、バイオものづくりなどの発展を共通して牽引する基盤となることが期待されます。

（４）課題、今後の展望
　人工細胞の構築には、これを構成する各種の機能モジュールを開発してきた多くの研究者の協同が必要になります。しかし、開発した各種モジュールを組み合わせることが課題として残されていました。
　本ロードマップに示されるように、基盤人工細胞をAI駆動的に合成する施設の設立や国際的な標準化・共同研究を通じて、課題を段階的に克服し、自律的に動作する人工細胞の構築へと至る各種研究の進展が期待されます。

（５）研究者のコメント
　わが国では、人工細胞の研究会として世界に先駆けて2007年に設立された「細胞を創る」研究会を中心とした活動が行われてきました。早稲田大学理工学術院電気・情報生命工学科に所属する複数の教員もこの研究会で活動しており、2016年には岩崎秀雄教授を会長として早稲田大学にて年会が開催されています。
2010年代になると、アメリカ、欧州それぞれでの人工細胞研究コミュニティが設立され、国際共同研究が活発になってきました。アジアでも人工細胞研究の機運が高まっている今、このロードマップを世界に対して示すことができたことは大きな意義があります。
　また、国内でも、高市政権が示した戦略17分野の一つ、「合成生物学・バイオ」において、人工細胞研究が次世代の合成生物学の重要テーマとして注目されています。自律的に増殖する人工細胞の実現に至る以前の段階でも、細胞の部分機能に対応して構築される個々の人工的な部分システムが、学術的にも産業応用にも活用されており、今後さらなる活用が見込まれます。なお、この研究分野の詳細については、国立研究開発法人科学技術振興機構から本年3月に刊行された調査報告書「人工細胞システム研究の新展開」にもまとめられており、そちらも合わせてご覧ください。

（６）用語解説
※1 人工細胞
生物の細胞が持つ機能を、リン脂質、タンパク質、DNAなどの生体分子を組み合わせて人工的に再構成した細胞様システム。本研究では、生命に近い性質を持つ人工細胞を一から構築することを目指している。

※2 AI駆動型バイオファウンドリ
AI、実験自動化、データ解析を組み合わせて、生物システムの設計、構築、評価、学習を効率的に繰り返す研究基盤。本ロードマップでは、標準化された人工細胞や試薬を調製し、各国の研究室と連携して開発を進める中核拠点として提案されている。

※3 DBTLサイクル
Design-Build-Test-Learn の略で、設計、構築、評価、学習を繰り返す、合成生物学における研究開発の進め方。人工細胞研究では、AIや実験自動化を活用しながら、人工細胞の設計、作製、測定、改善を反復することで、複雑な細胞システムの構築を効率化する。

※4 リン脂質ベシクル
リン脂質が水中で自発的に形成する袋状の構造。生物の細胞膜に似た膜で囲まれた空間を作ることができるため、人工細胞を構築する際の基本的な「入れ物」として用いられる。

※5 ゲノム基本セット
細胞が基本的な機能を維持するために必要な遺伝子だけに絞り込んだゲノム。人工細胞研究では、生命活動に必要な最小限の遺伝情報を明らかにし、それを人工的な細胞システムの中で機能させることが重要な目標となる。

※6 無細胞転写翻訳システム
細胞を使わずに、リボソームなどを含む試験管内などでDNAの情報からRNAを作り、さらにタンパク質を合成する反応系。人工細胞の内部でタンパク質を生産するための基盤技術として重要である。

（７）論文情報
雑誌名：Nature Biotechnology
論文名：A framework for building a synthetic cell from the SynCell Asia initiative
日本国内の執筆者名（所属機関名）：
木賀　大介 (早稲田大学理工学術院教授)
青木　航（大阪大学　大学院工学研究科教授)
市橋　伯一（東京大学　大学院総合文化研究科教授)
小坂　唯心（大阪大学　大学院工学研究科助教)
近藤　昭彦 (神戸大学大学院　科学技術イノベーション研究科　客員教授)
清水　義宏（国立研究開発法人理化学研究所生命機能科学研究センターチームディレクター）
蓮沼　誠久　(神戸大学先端バイオ工学研究センターセンター長・教授)
松浦　友亮（東京科学大学　未来社会創成研究院　地球生命研究所　教授）
水無　渉 (新エネルギー・産業技術総合開発機構技術戦略研究センター)
掲載日時：2026年5月26日
掲載URL：https://www.nature.com/articles/s41587-026-03153-w
DOI：https://doi.org/10.1038/s41587-026-03153-w

「一歩引いて見る」ことで議論は変わる

早稲田大学 — Wed, 03 Jun 2026 14:00:00 +0900

2026年6月3日
早稲田大学
東京都市大学
TIS株式会社
岡山理科大学
芝浦工業大学
「一歩引いて見る」ことで議論は変わる ―バーチャル空間での三人称視点が集団意思決定に与える影響を解明―
【発表のポイント】
●集団意思決定では、俯瞰的な視点から議論することが重要ですが容易ではありません。三人称視点（第三者視点）から自己の体験を観察していることを想像することが、俯瞰的な視点で自己の体験に向き合う有効な手段であることがわかっています。これをふまえ、バーチャル空間にて三人称視点で議論することが集団意思決定に及ぼす影響を、一人称視点と比較する実験によって明らかにしました。
●三人称視点は、(1)意思決定の質（自己の最終意見がグループのコンセンサスと一致した程度の向上、他者の最終意見を推測できた程度の向上）、(2)コミュニケーション行動（会話の流れを調節するためのジェスチャー行動の増加）、(3)参加者自身の認識（グループ内に生じた葛藤の減少、グループ内の感情の相互依存性の減少）に影響を及ぼしました。
●得られた結果を総合すると、三人称視点は、対立が生じやすい局面には有効である一方で、共感が重視される局面には有効でないことが示唆されました。つまり、バーチャル空間における三人称視点は、感情的結びつきの認識に多少の代償を伴いながらも、グループをより円滑で合意形成しやすい意思決定へと導き得るといえます。
　組織やチームが意思決定を行う際、メンバー一人ひとりが自己の利得や価値観などにとらわれず、俯瞰的な視点から議論に関わることが重要ですが容易ではありません。このような俯瞰的な視点を持つためのメカニズムとしてセルフディスタンシング（自己から心理的に距離を置くこと）があり、その典型的な実践手段は三人称視点から自己の体験を観察していることの想像です。
　早稲田大学人間科学学術院の市野順子（いちのじゅんこ）教授、TIS株式会社技術本部セクションチーフの井出将弘（いでまさひろ）氏、岡山理科大学経営学部の横山ひとみ（よこやまひとみ）教授、芝浦工業大学システム理工学部の淺野裕俊（あさのひろとし）教授、東京都市大学メディア情報学部の宮地英生（みやちひでお）教授、同学部の岡部大介（おかべだいすけ）教授の研究グループは、没入型バーチャル空間において、三人称視点と一人称視点での対話の比較を通して、集団意思決定に及ぼす影響を調査しました。その結果、三人称視点は一人称視点と比べて、(1)意思決定の質（自己の最終意見がグループのコンセンサスと一致した程度の向上、他者の最終意見を推測できた程度の向上）、(2)コミュニケーション行動（会話の流れを調節するためのジェスチャー行動の増加）、(3)参加者自身の認識（グループ内に生じた葛藤の減少、グループ内の感情の相互依存性の減少）に有意に影響を及ぼしました。これらの結果から、三人称視点は、対立が生じやすい局面には適する一方で、共感が重視される局面には適さないことがわかりました。
　本研究成果は、ヒューマンコンピュータインタラクション（HCI）分野におけるトップ国際会議CHI2026「The ACM CHI Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI) 2026」で2026年4月13日に発表・公開されました（論文名：Effects of Embodied Self-Distancing in Virtual Environments on Group Decision-Making）。

キーワード：
集団意思決定、VR（バーチャルリアリティ）、第三者視点、三人称視点、一人称視点、セルフディスタンシング（self-distancing、自己距離化）、対立の抑制、共感の低下、会議、ミーティング、オフィス

１．これまでの研究で分かっていたこと
　三人称視点は、セルフディスタンシング（心理学の分野で提唱された概念で、自己から心理的に距離を置くこと）の典型的な実践手段です。これによって、過去の体験に関して、感情調節・自己制御・行動変容に肯定的な効果をもたらすことがわかっています。しかし、現在進行している体験の最中に三人称視点から自己を観察することは容易ではありません。
　これに対し、バーチャル空間では、ユーザーはあたかも自分の身体のように感じるアバターとして存在しており、加えて、ユーザーの視点を任意の位置に設定できるため、体験の最中に三人称視点から自己を観察することが容易にできる可能性があります。これまで、バーチャル空間で三人称視点を適用した研究は多くありますが、主に単独のゲームやスポーツなど個人レベルの活動への影響に焦点を合わせており、集団意思決定など集団レベルの活動への影響はほとんどわかっていませんでした。

２．新たに実現しようとしたこと、明らかになったこと
　今回の研究では、一般から募集した48の3人組（144人、20～49歳）の参加者を対象に、三人称視点（参加者の視点を自己のアバターの後方斜め上に設定）と一人称視点（参加者の視点を自己のアバターの頭部に設定）のいずれかを用いて、2種類のトピックについて3人で議論し意思決定してもらう実験を行いました（図1）。集団意思決定に及ぼす影響を、意思決定の質・コミュニケーション行動・参加者自身の認識（アンケート）に関する多数の項目を用いて定量的・定性的に評価しました。
　各項目の結果を総合すると、三人称視点は、＜対立が生じやすい局面に有効である＞一方で、＜共感が重視される局面に有効でない＞ことが示唆されました。以降では、これらに関連する結果を示します。

三人称視点

一人称視点
図1：2つの実験条件のバーチャル空間での参加者の視界例　（手前の緑色のシャツのアバターがこの参加者のアバター）

２．１　三人称視点が＜対立が生じやすい局面に有効である＞ことを示す結果
【他者の最終意見を推測できた程度の向上】
　グループでの議論を経て形成されたコンセンサスに対して、他者の最終意見（本心）を、議論後に各参加者に推測してもらいました。その結果、三人称視点は一人称視点よりも推測できた程度が高く、統計的にも有意でした（図2）。このことから、三人称視点の参加者は、他者の意見をよく聴き、かつ、それをよく覚えていたことがわかります。

図2：他者の最終意見（本心）を推測できた程度（他者2人共の最終意見を正しく推測できた場合が1.0）　　

【グループ内に生じた葛藤の減少】
　議論中、グループ内で葛藤がどの程度生じたと思うかについて、関係葛藤（価値観の違いや対人関係の軋轢）と課題葛藤（意見の対立）に分けて、議論後に各参加者に尋ねました。その結果、いずれも、三人称視点は一人称視点よりも葛藤が小さく、統計的にも有意でした（図3）。このことから、三人称視点では、対立が抑制され、議論が協調的に進行したことがわかります。
　インタビュー分析の結果も同様の傾向が見られました。三人称視点の参加者からは、妥協点の模索や意見のすり合わせに関するコメントが多く寄せられました。一方、一人称視点の参加者からは、対立についてのコメントが多く寄せられました。

図3：グループ内に生じた葛藤（葛藤の大きさを7段階で評価。値が大きい方が葛藤が大きい。）　　

【自己の最終意見がグループのコンセンサスと一致した程度の向上】
　グループでの議論を経て形成されたコンセンサスに対して、自己の最終意見（本心）と一致しているかを、議論後に各参加者に尋ねました。その結果、三人称視点は一人称視点よりも一致の程度が高く、統計的にも有意でした（図4）。このことから、三人称視点の参加者は、グループのコンセンサスを単に受け入れただけでなく、本心から同意したことがわかります。

図4：自己の最終意見（本心）がグループのコンセンサスと一致した程度
（自己の最終意見とグループのコンセンサスが一致した場合が1.0）

　以上の結果から、他者の意見を理解しようとする認知的な姿勢（他者の最終意見を推測できた程度の向上）が、対立が生じにくい土壌を形成し（グループ内に生じた葛藤の減少）、最終的な合意への積極的な支持（自己の最終意見がグループのコンセンサスと一致した程度の向上）につながった様子が伺えます。
　言い換えれば、三人称視点は、自己の意見に固執せず他者の意見を取り入れる認知的枠組みを促し、結果として対立の少ない協調的な議論プロセスと、強い納得を伴った集団的意思決定を可能にしたと言えます。

２．２　三人称視点が＜共感が重視される局面に有効でない＞ことを示す結果
【グループ内の感情の相互依存性の減少】
　議論中、自己と他者の間で感情や態度がどの程度影響し合ったと思うかについて、議論後に各参加者に尋ねました。その結果、三人称視点は一人称視点よりも感情の相互依存性が小さく、統計的にも有意でした（図5）。このことから、三人称視点では、互いの感情や態度の影響を受けにくくなり、共感が低下したことがわかります。
　インタビュー分析の結果も同様の傾向が見られました。三人称視点の参加者からは、相手の感情のわかりにくさや感情よりも議事進行を優先させたことなどに関するコメントが多く寄せられました。一方、一人称視点の参加者からは、他者の感情を理解できたことや共感し合えたことについてのコメントが多く寄せられました。

図5：グループ内の感情の相互依存性（相互依存性の大きさを7段階で評価。値が大きい方が相互依存性が大きい。）　　

３．研究の意義と今後の展望
　実験結果から、バーチャル空間における三人称視点は、対立が生じやすい場面で有効である可能性が示唆されました。例えば、経営会議や多部門間の利害調整会議での意思決定場面、人事評価面談などでの活用が期待されます。その一方で、共感や傾聴といった情緒的側面が重視される局面に有効でない可能性も示唆されました。例えば、メンタルヘルスやカウンセリング面談、チームビルディングや関係改善を目的とした対話、従業員や住民の意見を聴く参加型会議などには適さないことが予想されます。
　これらの効果の二面性を踏まえると、視点を固定的ではなく状況に応じて切り替える「状況適応的な視点制御」が有効と考えられます。議論が加熱し対立が深刻化した局面では三人称視点を導入し、冷静な思考を促します。反対に、議論が停滞したりメンバー間の結びつきが弱まったりした局面では一人称視点に切り替え、活発な参加や情動的な近接性を回復させます。このような視点制御をAIによるファシリテーション支援と組み合わせることで、より柔軟で効果的な議論運営が可能となることが期待されます。

４．論文情報
国際会議名：Proceedings of the Association of Computing Machinery Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI '26)
論文名：Effects of Embodied Self-Distancing in Virtual Environments on Group Decision-Making
執筆者名（所属機関名）：市野順子1*、井出将弘23、横山ひとみ4、淺野裕俊5、宮地英生6、岡部大介6
1. 早稲田大学人間科学学術院
2. 早稲田大学大学院人間科学研究科（論文採択時の所属機関：東京都市大学大学院環境情報学研究科）
3. TIS株式会社技術本部
4. 岡山理科大学経営学部
5. 芝浦工業大学システム理工学部（論文採択時の所属機関：工学院大学情報学部）
6. 東京都市大学メディア情報学部
*：責任著者、筆頭著者
掲載日時：2026年4月13日
掲載URL：https://doi.org/10.1145/3772318.3791367
DOI：10.1145/3772318.3791367

論文のデモ動画（英語版）
https://dl.acm.org/doi/suppl/10.1145/3772318.3791367/suppl_file/3772318.3791367-presentation-video.mp4

国内会議名：第27回一般社団法人情報処理学会シンポジウム（インタラクション2026）
論文名：バーチャル環境における身体性を伴うセルフディスタンシングが集団意思決定に及ぼす影響
執筆者名（所属機関名）：市野順子1*、井出将弘23、横山ひとみ4、淺野裕俊5、宮地英生6、岡部大介6
1. 早稲田大学人間科学学術院
2. 早稲田大学大学院人間科学研究科（論文採択時の所属機関：東京都市大学大学院環境情報学研究科）
3. TIS株式会社技術本部
4. 岡山理科大学経営学部
5. 芝浦工業大学システム理工学部（論文採択時の所属機関：工学院大学情報学部）
6. 東京都市大学メディア情報学部
*：責任著者、筆頭著者
掲載日時：2026年3月3日
掲載URL：https://www.interaction-ipsj.org/proceedings/2026/data/pdf/INT26005.pdf

連記式投票は女性議員を増やすのか

早稲田大学 — Wed, 03 Jun 2026 11:00:00 +0900

連記式投票は女性議員を増やすのか ―5400人のサーベイ実験で検証―
早稲田大学ウェブサイトもご確認ください。
発表のポイント
○複数の候補者に投票できる連記式の選挙制度では、有権者が候補者の性別にも注目し、男女のバランスを意識して投票する傾向が強まることを確認しました。
○ しかし、3人を選べる場合でも、最初に男性候補を選ぶ傾向が強く、単記式と比べて必ずしも女性候補の当選増にはつながらないことが分かりました。
○ 日本の有権者5400人を対象としたサーベイ実験により、単記式か連記式かという投票の仕組みの違いが、有権者の候補者選択に影響することを実証しました。
○ 以上の結果は、選挙制度の設計は女性政治家の増加に影響しうる一方、制度改革には効果と限界があることを示す重要な知見です。

日本では女性議員の割合が依然として低く、政治におけるジェンダー格差の是正が大きな課題となっています。その手掛かりとして注目されるのが、かつて戦後直後の衆議院選挙で採用された「連記式」（※１）の投票制度です。有権者が複数の候補者に投票できる制度であり、女性当選者の増加を後押しした可能性が指摘されてきました。しかし、この制度のもとで有権者が実際にどのように候補者を選ぶのかは、十分に検証されてきませんでした。
早稲田大学政治経済学術院の尾野嘉邦（おのよしくに）教授、学習院大学法学部の三輪洋文（みわひろふみ）教授、早稲田大学政治経済学術院の粕谷祐子（かすやゆうこ）教授による本研究では、日本の有権者5400人を対象としたサーベイ実験（※2）を実施し、1人のみを選ぶ単記式（※3）と、複数の候補者を選べる連記式での投票行動を比較しました。実験の結果、連記式では、有権者が男女の候補を組み合わせて選ぶ傾向が強いことが分かりました。しかし同時に、1人目として男性候補が選ばれやすくなり、女性候補の当選増には必ずしも結びつかないことが分かりました。本研究の結果は、女性政治家を増やすための制度改革には一定の効果が見込まれる一方で、その効果には限界もあることを示します。
本研究は2026年5月29日に「Political Science Research and Methods」に掲載されました。
論文名：Voting for Gender Balancing? The Effect of a Multiple-Vote System on Women’s Representation
（図1）サーベイ実験で被験者に提示された架空の候補者リストの例（論文中の図１）候補者の性別や学歴などの情報は無作為に提示されており、6人の候補の中から1人だけに投票する回答者グループ（単記式条件）と3人に投票する回答者グループ（連記式条件）があります。

（図2）連記式条件下における候補者性別選択の結果（論文中の図2を改変）
図２の通り、3人に投票する回答者グループ（連記式条件）の投票パターンを分析すると、2人目に男性候補を選んだ回答者は3人目に女性候補を選び、2人目に女性候補を選んだ回答者は3人目に男性候補を選ぶ確率が高まっていることが示されました（下段）。なお、1人目に選んだ候補の性別は、2人目に選ばれる候補の性別に影響を与えていませんでした（上段）。

（１）これまでの研究で分かっていたこと　
政治における女性の代表は、民主主義の在り方を考えるうえで重要なテーマです。これまでの研究では、女性議員の割合が国によって大きく異なることに着目し、その要因が検討されてきました。なかでも、比例代表制（※4）やクオータ制（※5）は、女性議員を増やしやすい制度として知られています。一方、小選挙区制をはじめとする多数決制の選挙制度では、女性が当選しにくい傾向が指摘されてきました。
近年では、同じ多数決制のもとでも、有権者が複数の候補者に投票できる制度は、議員の多様性を高める可能性があると議論されています。しかし、これらの研究の多くは選挙結果の比較に基づく観察研究であり、有権者が実際にどのように候補者を選んでいるのかまでは十分に明らかにされていませんでした。
日本でも、戦後直後の衆議院選挙で連記式が採用され、多くの女性当選者が生まれたことがありました。そのため、連記式が女性の政治参加を後押ししたのではないかと論じられてきました。しかし、連記式のもとで有権者がどのように複数の票を使い、それが女性候補者の当選可能性にどう結びついたのかは、十分に検証されてきませんでした。こうした背景から、投票制度が有権者の選び方に与える影響を直接的に検証する必要がありました。

（２）今回の研究で新たに実現しようとしたこと、明らかになったこと、そのために新しく開発した手法
本研究は、有権者が複数の候補者に投票できる制度が、女性議員の増加につながるのかを明らかにすることを目的としました。特に、投票制度の違いが有権者の候補者の選び方にどのような影響を与えるのかを、直接的に検証することを試みました。
この目的のために、日本の有権者5400人を対象としたサーベイ実験を実施しました。回答者に6人の架空の候補者プロフィールを提示し、その中から1人だけを選ぶ単記式と、3人まで選べる連記式のいずれかの条件で投票してもらいました。候補者プロフィールでは、性別、年齢、経歴などの情報をランダムに変化させることで、どの要素が候補者の選択に影響するのかを分析しました。
分析の結果、連記式のもとでは、有権者が男女の候補者を組み合わせて選ぶ行動が増えることが確認されました。特に、2番目や3番目に選ばれる候補については、異なる性別の候補を選ぶ傾向が強まることが分かりました。また、この結果は、優先順位の低い選択になるにつれて候補者の選択肢が狭まることによる見せかけの傾向ではないことも確認されました。これは、有権者が候補者の性別の組み合わせを意識して行動している可能性を示すものです。
さらに、こうした傾向は、男性有権者や、女性候補への支持が低い層においても確認されました。つまり、必ずしも女性に好意的でない有権者であっても、連記式のもとでは一定程度、性別を分けて選ぶ行動が見られることが分かりました。
一方で、連記式では最初に選ばれる候補として男性が優先される傾向が強く見られ、1人にしか投票できない単記式においてよりも高い確率で1人目として男性候補が選ばれていました。そのため、連記式では女性への支持が一定程度広がるにもかかわらず、最終的な当選者全体では女性が増えない、あるいは減少する可能性があることが明らかとなりました。
本研究は、選挙制度の投票の仕組みが有権者の行動を通じて選挙結果にどのような影響を及ぼすのかを、実験的手法によって明らかにした点に特徴があります。従来の選挙結果の比較だけでは捉えにくかった、有権者の選択過程そのものを直接検証した点に新規性があります。
これらの結果は、投票制度の設計が女性政治家の増加に与える影響について、単純な効果だけでなく、限界や副作用も含めて理解する必要があることを示しています。

（３）研究の波及効果や社会的影響
本研究は、投票制度の違いが、有権者の行動を通じて選挙結果に影響することを具体的に示しました。特に、複数の候補者に投票できる連記式の制度では、有権者が男女の候補者を組み合わせて選ぶ行動が増えることが確認されました。興味深いことに、このようなバランスを取る行動は候補者の学歴や年齢などでは見られず、性別についてのみ確認されました。このことは、有権者が複数の候補に投票する際に、特に候補者の性別を意識して選んでいる可能性を示しています。
一方で、連記式は女性候補への支持を広げる効果を持つものの、それが女性議員の増加には必ずしも直結しない可能性があることも明らかになりました。この結果は、制度を変更すれば自動的に女性議員が増えるとは限らないことを示しています。
こうした知見は、女性の政治代表を促進するための制度設計を検討するうえで重要です。例えば、投票制度の見直しだけでなく、候補者の選定や有権者の意識など、複数の要因をあわせて考える必要があることを示唆しています。
また、本研究は、日本の過去の選挙制度に関する議論を検証する材料を提供する点でも意義があります。歴史的な制度の評価や今後の制度改革を議論する際に、実証的な根拠の一つとして活用されることが期待されます。

（４）課題、今後の展望
本研究は、有権者の選び方に焦点を当てたサーベイ実験に基づいており、実際の選挙のすべての要素を再現しているわけではありません。特に、政党の影響や候補者の知名度、選挙運動、戦略的な投票行動などの要因は十分に反映されていません。そのため、本研究の結果を実際の選挙結果への影響については慎重に解釈する必要があります。
また、本研究は日本の有権者を対象としており、他国の制度や政治環境でも同様の結果が得られるかは今後の検証が必要です。とりわけ、政党の役割が強い選挙制度や、候補者の選定過程が異なる場合には、異なる結果となる可能性があります。
今後は、政党の関与や候補者の配置などを考慮した研究を進めることで、選挙制度と実際の選挙結果との関係をより精緻に明らかにする必要があります。また、連記式の投票制度のもとで女性候補への支持がどのように広がるのか、その条件を明らかにすることも重要です。
さらに、他国の事例や実際の選挙データと組み合わせた分析を進めることで、選挙制度改革が女性議員の増加にどのような影響をもたらすのかについて、より現実的な見通しを提示することが期待されます。

（５）研究者のコメント
本研究は、戦後直後の日本で女性当選者が多く生まれたのは、連記式という投票制度によるものだったのか、という素朴な問いから始まりました。分析の結果、連記式は有権者に候補者の性別のバランスを意識させる一方、それだけで女性議員の増加につながるとは限らないことが分かりました。有権者が最初の1票を、誰に投じるのかまで見る必要があります。制度改革を考える際には、こうした有権者の行動まで含めて検討する必要があります。

（６）用語解説
※1　連記式
複数人が当選する選挙区において、有権者が複数の候補者に投票できる制度。第二次世界大戦後の日本では、1946年の衆議院議員総選挙において、4から10の候補が当選できる選挙区においては2名連記、11人以上が当選できる選挙区では3名連記の制限連記制が採用された。

※2　サーベイ実験
サーベイ実験とは、アンケート調査のようなサーベイに実験的手法を組み合わせたもので、回答者を
無作為に異なる条件に割り振り、条件ごとの回答傾向の違いを観察します。それぞれの条件ごとに質
問文の内容や指示文を入れ替えることで、そうした操作が回答にどのような因果的効果を及ぼしたの
かを検証することができます。

※3　単記式
有権者が一人の候補者にのみ投票する制度。このうち得票数の多い順に複数人が当選する制度は、単記非移譲式投票と呼ばれる。1990年代の政治改革以前の衆議院（いわゆる中選挙区制）で用いられていたほか、現在も参議院議員選挙の選挙区選挙や地方議会選挙において、複数人が当選する選挙区が該当する。

※4　比例代表制
政党などが獲得した票数に応じて議席を配分する選挙制度。小選挙区制などの多数代表制と比べて、各政党の得票率と議席率の比例性が高くなりやすい。

※5　クオータ制
当選者、候補者、または候補者名簿などについて、性別や民族などの属性に基づき、一定の割合を割り当てる制度。政治分野では、性別に基づくクオータ制が導入されることで、女性議員の割合が高まる傾向があるとされる。

（７）論文情報
雑誌名： Political Science Research and Methods
論文名： Voting for Gender Balancing? The Effect of a Multiple-Vote System on Women’s Representation
執筆者名（所属機関名）：
尾野嘉邦（早稲田大学）*
三輪浩史（学習院大学）
粕谷祐子（早稲田大学）
*責任著者
掲載日：2026年5月29日
掲載URL： https://doi.org/10.1017/psrm.2026.10108

（８）研究助成（外部資金による助成を受けた研究実施の場合）
科研費基盤研究A「政治的ジェンダーバイアスの包括的研究」（20H00059)など

テラヘルツバイオフォトニクスが拓く次世代バイオ計測

早稲田大学 — Tue, 02 Jun 2026 14:00:00 +0900

2026年6月2日
早稲田大学
岡山大学
科学技術振興機構（JST）
テラヘルツバイオフォトニクスが拓く次世代バイオ計測～テラへルツ技術の医療・生命科学応用に向けた課題と技術ロードマップを提示～

詳細は早稲田大学HPをご覧ください
【発表のポイント】
●生体組織や細胞、分子の状態を非侵襲・非破壊で調べることができる電磁波としてテラヘルツ波が注目されてきましたが、医療・生命科学への実利用は大きく進んでいませんでした。
●本研究では、テラヘルツ波を生体計測に応用する研究分野である「テラヘルツバイオフォトニクス」の発展を妨げてきた本質的課題を整理し、その克服に向けた技術の進展を体系的にまとめました。
●加えて、新しい顕微鏡技術や高感度センサー技術などの研究動向を整理し、医療・バイオ計測分野への応用に向けた現実的な技術ロードマップを示しました。
●本成果により、テラヘルツバイオフォトニクスを次世代の医療・生体計測を支える候補技術として社会に広く示すとともに、産学連携や異分野融合の加速が期待されます。
　生体の水和状態や分子間相互作用などを捉えられる新しい技術として、テラヘルツ波を用いた生体計測が注目されています。しかし、可視光などの光技術と比べると、医療や生命科学への実利用は大きく遅れていました。
　早稲田大学大学院情報生産システム研究科芹田和則（せりたかずのり）准教授、岡山大学学術研究院先鋭研究領域異分野基礎科学研究所斗内政吉（とのうちまさよし）教授（特任）の研究グループは、テラヘルツバイオフォトニクス研究の歴史と最新技術を整理し、分野の発展を妨げてきた本質的課題を体系的に分析しました。さらに、顕微鏡技術や高感度センサーなどの新しい研究動向を整理し、医療・バイオ計測への応用に向けた技術ロードマップを提示しました。本成果は、テラヘルツバイオフォトニクスを次世代の医療・生体計測技術として発展させるための重要な指針となります。
　本研究成果は2026年5月29日に「Journal of Physics Photonics」に掲載されました。

キーワード：
テラへルツ波、テラへルツバイオフォトニクス、テラへルツ時間領域分光、テラへルツ点光源顕微鏡、メタマテリアル

（１）これまでの研究で分かっていたこと
　テラヘルツ波※1は、分子間相互作用や水素結合、水和状態など、生体の状態を反映する物理情報に敏感に応答する電磁波です。2000年代以降、医療や生命科学への応用を目指した研究が世界的に進められてきました。これまでの研究では、がん組織、創傷、血液、細胞、DNA、タンパク質など様々な対象で有望な結果が報告されてきました。しかし、可視光や近赤外光を用いた光学顕微鏡に比べると、テラヘルツ技術の実利用は以下の技術的課題が存在していたため、大きく遅れていました。
　・空間分解能※2が低いこと
　・水による強い吸収によって感度が低下すること
　・計測速度が遅いこと
　・装置が大型で高コストになりやすいこと
　また、先行研究では、テラヘルツ信号によって観測された信号の違いが病気特有の情報ではなく、単に水分量の違いを反映している可能性が指摘されるなど、テラヘルツ信号の観測解釈に懐疑的な見方も多く、「測定できた」という段階にとどまる研究も少なくありませんでした。そのため、テラヘルツ波が生体のどのような情報を実際に捉えているのかを検証する研究が求められていました。

（２）新たに実現しようとしたこと、明らかになったこと
　本研究では、テラヘルツバイオフォトニクス※3分野の研究動向を体系的に整理し、この分野の発展を妨げてきた本質的課題と、それを克服するための技術進展を明らかにしました。
　まず、テラヘルツバイオフォトニクス研究の歴史を俯瞰し、分野の停滞要因の本質的課題を以下の４つとして再定義しました。
　（１）空間分解能の不足
　（２）水への強い吸収による感度不足
　（３）計測速度の遅さ
　（４）装置の大型化
　次に、これらの課題を克服するための技術進展を整理しました。特に、テラヘルツ時間領域分光法※4による分光技術、テラヘルツ顕微鏡を使ったイメージング技術、テラへルツメタマテリアル※5を使ったセンシング技術が、どのように進展し、どの課題の解決に寄与していくのかを体系的に整理しました。　
　例えば、テラヘルツ時間領域分光法による高精度な分光技術が進展することで、生体の水和状態などの変化を定量的に評価することが可能となり、テラヘルツ信号の解釈の信頼性向上に寄与します。また、テラヘルツ顕微鏡技術の進展により、従来課題であった空間分解能の向上が進み、現在では、細胞、分子、微細構造レベルでの観察が可能になりつつあります。さらに、テラヘルツメタマテリアルを用いたセンシング技術は、テラへルツ波の電場を局所的に強く集中させることで、微量な生体物質の検出感度を高め、小型・高感度なバイオ分析チップへの応用が期待されています。
　特に、筆者らがテラヘルツバイオフォトニクス応用の要となる技術として開発を進めているテラヘルツ点光源顕微鏡※6は、これまでのテラへルツ計測の主要課題であった上記４つ（空間分解能、感度、計測速度、装置サイズ）を同時に克服する技術として位置づけられ、細胞レベルでの生体計測や微量試料分析への応用可能性にも言及しています。
　さらに、皮膚がん診断や創傷評価では、すでに臨床応用を見据えたテラへルツ診断装置も進みつつあることを示し、比較的早期の実用化が期待される応用分野として、医療分野での社会実装に向けた現実的なシナリオを提示しました。
　本研究により、テラヘルツバイオフォトニクス研究は、単に「測れるかどうか」を示す段階から、テラヘルツ波が生体のどのような情報を捉えているのかを検証しながら実用化へと進む段階に入りつつあることが明らかになりました。

（３）研究の波及効果や社会的影響
　本研究は、テラヘルツバイオフォトニクスという新しい研究領域の可能性を社会に広く示すものです。テラヘルツ技術は、非侵襲・ラベルフリーで生体情報を取得できる可能性を持つため、将来的には皮膚がん診断、創傷評価、生体組織分析、微量バイオ分析などの医療分野への応用が期待されています。また、メタマテリアルセンサーやマイクロ流路技術との統合により、小型で高感度なバイオ分析チップの開発にもつながる可能性があります。こうした技術は医療だけでなく、創薬、食品、環境、半導体、バイオ産業など幅広い分野への応用が期待されます。
　さらに、テラヘルツ技術は、大きなマーケットを担うバイオ産業の一翼を担うことが期待されています。本研究は、テラヘルツバイオフォトニクス技術がこのバイオ産業の開拓に貢献できる具体的な道筋を明らかにしたものです。
　加えて、テラヘルツバイオフォトニクスは物理学、光工学、電子工学、生命科学、医学などが交差する学際分野であり、本成果の社会発信により、新しい研究コミュニティの形成や産学連携の加速が期待されます。

（４）課題、今後の展望
　テラヘルツバイオフォトニクスは大きな可能性を持つ一方で、依然としていくつかの課題が残されています。特に、生体内でのテラヘルツ信号の起源をより正確に理解すること、計測装置の小型化・高速化・低コスト化を進めることなどが重要です。今後は、顕微鏡技術やセンサー技術のさらなる発展に加え、AIによるデータ解析や医療機関との連携を進めることで、実際の医療現場への応用が期待されます。また、近年急速に発展しているナノフォトニクスやメタマテリアル技術との融合により、これまでにない高感度な生体計測技術が生まれる可能性があります。

（５）研究者のコメント
　テラヘルツ波は長年、医療や生命科学への応用が期待されながらも、実用化には多くの課題が残されていました。本研究では、これまでの研究を整理し、分野が直面している本質的課題とその解決に向けた技術の方向性を示しました。テラヘルツ技術が、将来の医療や生体計測を支える新しい技術として発展することを期待しています。また、「テラヘルツ波」をより身近に扱える未来社会の実現に向けた重要な指針となる論文になることを期待しています。

（６）用語解説
※1　テラへルツ波
周波数が約1テラヘルツ（1兆ヘルツ）付近にある電磁波の総称で、光と電波の中間に位置する。波長は約0.3ミリメートルで、光のように直進しやすく、電波のように物質を透過する性質を併せ持つ。また、生体内の水や分子の動きに敏感に反応する特徴がある。1光子のエネルギーはX線の約100万分の1と小さく、生体にダメージを与えにくい非侵襲計測が可能とされる。医療・生命科学、半導体検査、食品品質管理、次世代通信など幅広い分野での応用が期待されている。

※2　空間分解能
どれだけ細かい構造を見分けられるかを示す指標。空間分解能が高い（良い）ほど、小さな対象（細胞や微細構造）をよりはっきりと観察することができる。

※3　テラヘルツバイオフォトニクス
テラヘルツ波を利用して、生体組織、細胞、分子などの状態を計測・分析する研究分野。テラヘルツ波は水和状態や分子間の相互作用などに敏感に反応するため、生体の状態を非侵襲・非破壊で調べられる可能性がある。医療診断、生体計測、バイオ分析などへの応用が期待されている学際的な研究領域である。

※4　テラへルツ時間領域分光法
テラヘルツパルスを発生させ、物質を透過・反射した波形を時間領域で測定することで、物質の吸収特性や屈折率などを調べる計測手法。テラヘルツ領域の代表的な計測技術であり、物質の構造や分子振動の情報を得ることができるため、生体分子や材料の分析に広く利用されている。

※5　メタマテリアル
自然界には存在しない特殊な電磁特性を人工的に実現するために設計された微細構造材料。電磁波の共鳴や電場増強などの効果を利用できるため、センサーや光学デバイスなどに応用されている。テラヘルツバイオセンサーでは、メタマテリアル構造によって電場を強く集中させることで、微量な生体物質を高感度に検出できる可能性がある。

※6　テラへルツ点光源顕微鏡
局所的にテラヘルツ波を発生させ、その微小なテラヘルツ光源を走査することで試料を観察する顕微鏡技術。従来のテラヘルツ計測よりも高い空間分解能で測定できるため、細胞や微小構造などの生体試料を詳細に観察できる可能性がある。

（７）論文情報
雑誌名：Journal of Physics Photonics
論文名：Recent advances and emerging directions in terahertz biophotonics
執筆者名（所属機関名）：Kazunori Serita (Waseda University), *Masayoshi Tonouchi (Okayama University)
掲載日時：2026年5月29日
DOI：https://doi.org/10.1088/2515-7647/ae7490
*：責任著者

（８）研究助成
研究費名：JST創発的研究支援事業
課題番号：JPMJFR2029
研究課題名：近接場テラヘルツ励起プローブ顕微鏡による１細胞・１分子分光イメージング解析とその応用
研究代表者名（所属機関名）：芹田和則（早稲田大学）

研究費名：JSPS科学研究費助成事業基盤研究B
課題番号：JP25K01294
研究課題名：高分解能テラへルツ内視鏡の開発
研究代表者名（所属機関名）：芹田和則（早稲田大学）

研究費名：JSPS科学研究費助成事業基盤研究A
課題番号：JP23H00184
研究課題名：局所場における光テラヘルツ波変換モデルリングと半導体分析応用
研究代表者名（所属機関名）：斗内政吉（岡山大学）

金属ガラスの電子顕微鏡像に現れた”明るい点”の正体に迫る

早稲田大学 — Thu, 28 May 2026 14:00:00 +0900

2026年5月28日
早稲田大学
金属ガラスの電子顕微鏡像に現れた”明るい点”の正体に迫る ~高分解能像の解析から柱状原子配列の存在を示唆~
詳細は早稲田大学HPをご覧ください
【発表のポイント】
●Zr-Pt金属ガラス※1に20面体原子クラスター※2とそれに類似する構造を持つ歪んだ20面体原子クラスターが支配的に存在し、それぞれ異なる空間分布の特徴があることを見出しました。
●20面体原子クラスターは互いに入り込むような形で中距離秩序構造※3を形成し、比較的短い柱状原子配列※4を作ることが知られています。本研究では、その中心軸に沿った原子列が高分解能透過型電子顕微鏡※5像（高分解能像）に輝点として現れることを明らかにしました。
●さらに、歪んだ20面体原子クラスターを含めた様々な種類の原子クラスターが一方向に結合し、想定されていた中距離秩序構造よりも大きな柱状原子配列を形成することを初めて示しました。この構造は高分解能像に特に強い輝点として現れることが明らかとなりました。
●これにより、従来解釈が複雑とされてきたガラスの高分解能像を、柱状原子配列をもとにすることで、より直感的に解釈できる可能性が示されました。今後、金属ガラスや他のガラス物質の構造を理解するための新たな理論の確立につながることが期待されます。
　合金のガラス形成過程において、異なる構造的特徴を持つ原子クラスターの挙動、または原子クラスターの接続によって形成される中距離秩序構造は、金属ガラスの機械的強度などの性質の起源を探る上で重要なため、多くの研究者の注目を集めています。しかし、ガラス構造には結晶構造のような周期性がないことから、実験で撮影した高分解能透過型電子顕微鏡※5像（高分解能像）には明確な輝点の周期配列が現れないため、その解釈が困難であることが知られています。
　早稲田大学の査思源（Zha Siyuan）助手と平田秋彦（ひらたあきひこ）教授の研究グループは、Zr-Pt合金のガラス構造に関して、分子動力学シミュレーションと透過型電子顕微鏡による観察を組み合わせ、20面体を含む種々の原子クラスターが一列に並ぶ柱状原子配列の特徴を調べ、それらの柱の中心軸が高分解能像中で中距離秩序構造に起因する明瞭な輝点として現れることを明らかにしました。
　本研究は、金属ガラスの構造を理解するための新たな視点を提供するものであり、金属ガラスや他のガラス物質の構造を理解するための新たな理論の確立につながることが期待されます。
　本成果は、2026年5月12日（火）に『Acta Materialia』で公開されました。

図１（左上）20面体原子クラスターおよび歪んだ20面体原子クラスターからなる中距離秩序構造。比較的短い柱状原子配列に対応する。（右上）実験で金属ガラスから得られた高分解能像。（左下）分子動力学シミュレーションで得られた金属ガラスモデルから計算した高分解能像。（右下）種々の原子クラスターからなる大きいサイズの柱状原子配列。左上や右下の柱状中距離秩序構造の中心軸に沿った原子の並びが、柱の軸方向から見た際の像中の輝点に対応する。右下の配列からは、左上のものと比べて、より輝度の高い輝点が期待される。

キーワード：
金属ガラス、原子クラスター、中距離秩序構造、透過型電子顕微鏡、分子動力学シミュレーション

（１）これまでの研究で分かっていたこと
　1960年代、金属を液体から急冷することによって、金属ガラスが初めて作られました。金属ガラスはランダムな原子配列を示していますが、そのランダムな中に秩序が潜んでおり、金属ガラスの構造的特徴を解明するため、多くの研究がこれまで行われてきました。
　原子クラスターは金属ガラスの基本構造単位として、それぞれ異なる構造的特徴を示しています。原子クラスター同士は、一部の原子を共有する形で互いに接続して、数ナノメートルの直径を持つ中距離秩序構造を形成していることが示唆されています。例えば、計算機シミュレーションによるモデル作成の手法を用いて、金属ガラスの中距離秩序構造の特徴がこれまで議論されてきました（S. Y. Wang et al., Phys. Rev. B 78, 184204 (2008)）。
　一方で、そのような金属ガラスの中距離秩序構造を実験的に解明するのは容易ではありません。その理由は、金属ガラスの構造には結晶構造のような周期性が無いことから、全体から得られる構造情報は平均化されたものになってしまうためです。そこで、局所的な領域を観察できる透過型電子顕微鏡観察を用いて、中距離秩序構造に対応する局所秩序領域の存在がこれまで示唆されています（Y. Hirotsu et al., Microsc. Res. Tech. 40, 284-312 (1998)、J. Saida et al., J. Appl. Phys. 90, 4717–4724 (2001)）。しかし、ガラス構造から得られた高分解能像をどのように解釈するかに関しては、未だ不明な点が多く残されていました。

（２）新たに実現しようとしたこと、明らかになったこと
　これまで、結晶構造のような周期性を持たないガラス構造に対する高分解能像は、非常に複雑なことからその解釈が困難でした。今回、早稲田大学の査思源（Zha Siyuan）助手と平田秋彦（ひらたあきひこ）教授の研究グループは、実験で得られたガラス物質の高分解能像を観察する中で、著しく明るい輝点コントラストが至る所に含まれていることに気づきました。この輝点コントラストの起源を調べるため、代表的な金属ガラスの１つであるZr系合金を選び、高分解能像観察と計算機シミュレーションを組み合わせることで研究を進めました。
　今回、研究対象としたZr80Pt20合金は、高いガラス形成能※6を持つことが知られており、金属ガラスに関する多くの研究で扱われています。まず、分子動力学シミュレーションによって構造モデルを作成し、ボロノイ多面体解析※7から、20面体原子クラスターと歪んだ20面体原子クラスターが支配的であることが分かりました。さらに、この二種類の原子クラスターの分布特徴を調べたところ、20面体原子クラスターは互いに入り込み、相互貫入型の中距離秩序構造をより多く形成し、密集する傾向があります。一方、歪んだ20面体原子クラスター同士は多面体の面または辺を共有する形でより長い距離で接続する傾向があり、広がりを持つ構造を形成していました。
　さらに、本合金に対する高分解能像観察も行い、上述したような著しく明るい輝点コントラストが像中に見られることが分かりました。この輝点に対応する構造を見出すため、分子動力学シミュレーションによって作成した構造モデルを用い、高分解能像を計算することにより、実験結果との比較を行いました。計算像は、実験像に見られる輝点の位置や強度を一対一に再現するものではありませんが、電子線入射方向に沿って原子クラスターが柱状に連結した領域では、その中心軸に沿った原子の並びが局所的に高い輝度を与えることが分かりました。このことから、実験像に現れる明るい輝点の有力な起源として、20面体原子クラスターのみで構成されたものだけでなく、種々の原子クラスターが電子線入射方向に沿って接続することで形成された柱状原子配列の存在を示しました。
　今回の研究によって、これまで不明な点が多かったガラス構造の高分解能像に新たな解釈を与えたため、今後、ガラス構造の研究自体に新たな視点をもたらすことが期待されます。

（３）研究の波及効果や社会的影響
・金属ガラス構造中に支配的に存在する二種類の原子クラスターが全く異なる分布特徴を示すことが見出され、金属ガラスの構造に対する理解が深まりました。このような構造不均一性は、金属ガラスのダイナミクスや物性に影響を与えると予想され、新たな発展が期待されます。
・実験結果と計算結果の比較により、これまで不明な点が多かったガラス構造の高分解能像の解釈に新たな視点を与えました。これにより、これまでに気づかれていなかった大きいサイズの柱状原子配列が初めて見出され、金属ガラスの基礎研究に新たな視点を提供しました。今後、柱状原子配列の構造的特徴や3次元的配列などについて詳しく調べることで、新たな発見が期待されます。

（４）課題、今後の展望
　今回の研究で、Zr-Pt合金における20面体を含む様々な原子クラスターが連なった柱状原子配列が見出され、その柱の中心軸に沿った原子列が高分解能像の輝点の起源になっていることを示しました。しかし、柱状原子配列については、その構造的特徴の定量解析や構造中の多面体分布状況を、より詳細に調べる必要があります。さらに、柱状原子配列の形成が機械的性質などの物性に与える影響や、それがガラス物質全般について一般的なものであるか、という課題について、他のガラス物質を用いて検証する必要があります。

（５）研究者のコメント
・今回の研究で、高分解能像に多く含まれている輝点コントラストに着目し、実験結果と計算結果の比較により、その起源と考えられる柱状原子配列が見出されました。なかでも、20面体だけでなく複数種の原子クラスターからなるサイズの大きい柱状原子配列に関してはこれまでに注目されておりませんでしたが、今後、金属ガラスの基礎研究における一つの視点として、発展が期待されます。（査思源）
・ガラス物質から得られる高分解能像は複雑であり、その解釈は簡単ではありませんでした。我々は、これまで局所電子回折や計算機シミュレーションを用いて、アモルファス構造に潜む秩序の解明に取り組んできました。今回、改めて高分解能像中の特に明るい輝点に着目することで、これまで見出されていなかった特徴を持つ柱状原子配列を見出しました。他のガラス物質においても、同様のコントラストが見られることが多いことから、ガラス物質に普遍的な特徴であることが期待されます。（平田秋彦）

（６）用語解説
※1 金属ガラス
規則正しい原子配列を持つ金属結晶とは異なり、原子が不規則に配列している固体金属材料です。

※2　原子クラスター
　数個から十数個の原子からなる局所構造で、通常0.5nm以下の半径のものを示します。金属ガラスの基本構造単位として扱われることが多いです。

※3　中距離秩序構造
原子クラスターの接続によって形成される構造で、1～2ナノメートルのスケールを持つものです。

※4　柱状原子配列
中距離秩序構造のうち、特に原子クラスターが直線状に連なって接続しているものを指します。コラム状原子配列とも呼ばれます。

※5　透過型電子顕微鏡
　加速された電子を薄膜試料に照射し、透過した電子を用いて回折や像を得る顕微鏡です。これにより、原子スケールの観察が可能となります。

※6　ガラス形成能
合金系を液体から冷却したときに、ガラス状態になる能力を指します。ガラス形成能が高いほど、ガラス状になりやすいです。

※7　ボロノイ多面体解析
　原子クラスターの構造的特徴を幾何学的観点で分類するための数理的手法です。

（７）論文情報
雑誌名：Acta Materialia
論文名：Columnar atomic arrangements in Zr-Pt metallic glasses and their appearance in high-resolution electron microscopy
執筆者名（所属機関名）：査思源（早稲田大学、筆頭）平田秋彦（早稲田大学）*
掲載日時：2026年5月12日
掲載URL：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359645426004465
DOI：https://doi.org/ 10.1016/j.actamat.2026.122344
*：責任著者

（８）研究助成
研究費名：科学研究費挑戦的研究(萌芽) 課題番号：23K17837
研究課題名：ガラス構造における擬格子面と位相幾何的秩序
研究代表者名（所属機関名）：平田秋彦（早稲田大学）

ニュートリノの「変⾝」が左右する星の最期と超新星爆発

早稲田大学 — Mon, 25 May 2026 16:00:00 +0900

2026年5月25日
早稲田大学
ニュートリノの「変⾝」が左右する星の最期と超新星爆発～スパコン「富岳」を⽤いたマルチアングル輸送計算により解明～
発表のポイント ●ニュートリノがその性質を「変⾝」させるニュートリノ振動※1が、星の⼀⽣の最期に起きる超新星爆発へどう影響を及ぼすかを初めて明らかにしました。
●超新星爆発内部で起きる特異な種類のニュートリノ集団振動、特に「⾼速フレーバー変換」を正確に取り扱うために、運動量空間を解くマルチアングル輸送シミュレーションをスーパーコンピュータ（スパコン）「富岳」※2において実⾏し、フレーバー変換の効果を初めて考慮しました。
●軽い星ではニュートリノ振動が爆発を促進し、重い星ではその逆となることがわかりました。
●宇宙進化に重要な役割を果たす超新星爆発のメカニズムにはまだ謎が多いですが、その解明に⼀歩近づきました。

図1：比エントロピー(衝撃波を膨張させる勢いの指標)の分布を、フレーバー変換なし(左)とフレーバー変換あり(右)で比較したもの。赤い領域がフレーバー変換発生領域で、そこを通ったニュートリノの平均エネルギーが高まり、ニュートリノ加熱率が上昇したことで衝撃波が広がっている。

　早稲田大学理工学術院総合研究所の赤穗龍一郎（あかほりゅういちろう）次席研究員、理工学術院の山田章一（やまだしょういち）教授、国立天文台の長倉洋樹（ながくらひろき）特任助教らの研究グループは、素粒⼦であるニュートリノがその性質を「変⾝」させるニュートリノ集団振動という現象が、宇宙最⼤の⼤爆発である超新星爆発にどう影響するかを、スパコン「富岳」によるシミュレーションで明らかにしました。超新星はニュートリノがエネルギーを運ぶことで爆発を引き起こすと考えられています。そして超新星内部では、ニュートリノ同⼠の相互作⽤によってニュートリノ集団振動という現象が起きると理論的に予想されていますが、その影響はわかっていませんでした。本研究では、集団振動の種類の中で最も卓越的である⾼速フレーバー変換の効果を、それを正しく取り扱うためのマルチアングル輸送シミュレーションに初めて組み込み、超新星爆発ダイナミクスに及ぼす影響を明らかにしました。
　本研究成果は2026年5月 1 1日（月）にアメリカ物理学会の「Physical Review Letters」にて公開され、同誌のFeatured in Physics Viewpointとして選出されました。Physics Viewpointは、Physical Review の中から特に注目される論文が選出されます。

（1）これまでの研究で分かっていたこと
　重い星が⼀⽣の最期に起こす超新星爆発は宇宙最⼤規模の⼤爆発です。多彩な元素が超新星で合成され、宇宙に拡散されることで多様な物質が⽣まれ、我々のような⽣命が誕⽣したと考えられています。また、その後中⼼部にはブラックホールや中性⼦星などの天体が形成され、それらは他の⾼エネルギー突発天体現象を引き起こします。よって超新星爆発は宇宙の新陳代謝にとって中⼼的イベントであると⾔えます。
　超新星爆発は、ニュートリノが内部の熱を外に運び周囲の物質に受け渡す、ニュートリノ加熱メカニズムによって爆発が引き起こされると考えられています。ニュートリノは特殊な素粒⼦で、⽇本のスーパーカミオカンデ※3が発⾒したニュートリノ振動という現象によって、その性質を「変⾝」させます。近年の理論研究では、超新星内部のような超⾼密度環境において、ニュートリノ同⼠の相互作⽤による「集団振動」が起こることが指摘されるようになりました。ニュートリノ振動が発⽣すると、ニュートリノの3つあるフレーバー(電⼦型、ミュー型、タウ型)が⼊れ替わります。加熱メカニズムに貢献するのは主に電⼦型のみなので、集団振動によるフレーバー組成が変化するとニュートリノから周囲の物質へのエネルギーの受け渡され方が変化し、超新星のダイナミクスそのものを左右すると考えられています。現在、この集団振動が爆発に与える影響に、世界的な注⽬が集まっています。
　ニュートリノ集団振動、そしてその中でも成⻑率の⾼い⾼速フレーバー変換が超新星にどう影響を及ぼすかを明らかにするには、位置に関するニュートリノ分布だけでなく、どの⽅向にどのくらいの量が⾶んでいるのか、運動量空間分布を解く「マルチアングル輸送」が必要です。しかし先⾏研究では運動量空間に近似が課されており、集団振動を原理的に取り扱えませんでした。結果、⾼速フレーバー変換の影響を調べた先⾏研究はその発⽣場所を⼿動のパラメータとして取り扱っていました。しかしそのパラメータによって⼤きく結果が変わるため、そのような先⾏研究からは決定的な結論が出されていませんでした。

（2）今回の新たに実現しようとしたこと、明らかになったこと、そのために新しく開発した⼿法
　研究グループは世界で唯⼀、完全な運動量空間分布を解くマルチアングル輸送である、ボルツマン輸送シミュレーションを空間多次元にて推進してきました。本研究ではそのシミュレーションコードに⾼速フレーバー変換(FFC)の影響を実装することで、世界で初めて超新星爆発ダイナミクスへの影響を明らかにしました。特に、FFC が発⽣する数学的条件である ELN-XLN ⾓度クロッシング※4を⾃⼰無撞着的に判定し、その後の分布も量⼦運動論的処⽅※5によって与える⼿法を組み込みました。
　その結果、軽くて爆発が成功する星では FFC によりさらに爆発が促進されること、そして重くて爆発が失敗する星では FFC がさらに爆発を抑制する、と影響が⼆極化することが発⾒されました(図2)。その理由は、軽い星と重い星での、電⼦型と重レプトン型(ミュー・タウ)ニュートリノの放射のされ⽅の違いにあります。軽い星は質量降着率※6が低く、それによって駆動される電⼦型ニュートリノの放出が弱く(光度・平均エネルギーが低く)なります。このような状態で FFC が起きると、重レプトン型ニュートリノから電⼦型ニュートリノへの変換が卓越します。重レプトン型の⽅が電子型よりも平均エネルギーが⾼いため、FFC が起きると電⼦型の平均エネルギーがつられて上がり、ニュートリノ加熱率※7が増加して爆発が促進されます(図1)。⼀⽅で重い星は質量降着率が⾼く、元々の電⼦型ニュートリノの放出が強い状態です。よって FFCが発⽣すると、電⼦型ニュートリノから重レプトン型ニュートリノへの変換が卓越します。その結果軽い星とは逆で、ニュートリノ加熱率が減少して爆発が抑制されるのです。
　また、論⽂ではさらに、先⾏研究で⽤いられていた近似的取り扱いの妥当性の評価を⾏いました。その先⾏研究では、低次のモーメントから⼈為的に再現した運動量空間分布に基づき FFC の影響を調べていました。本研究ではその⼿法と、直接運動量空間分布から求めた結果を⽐較しました。その結果、先⾏研究の近似的⼿法では FFC が出現する場所の⼤部分を⾒逃してしまうこと、そして分布によっては FFCが本来発⽣しない場所で偽判定してしまうことがわかりました。よって FFC の影響を調べるには本研究のようなボルツマン輸送シミュレーションが必要であるということも⽰されました。

図2. 平均衝撃波半径の⽐較。9~20 の初期質量(太陽質量)の結果。 VM、χEFT、DBHF それぞれは異なる状態⽅程式。フレーバー変換を考慮した計算は破線で表されている。

（3）研究の波及効果や社会的影響
　超新星爆発は宇宙がどう進化してきたか解明する鍵を握る重要な現象です。また、地球上で実現できない超⾼エネルギー現象であるため、現在の素粒⼦・原⼦核理論の検証を行うことができる重要な実験場でもあります。本研究では超新星爆発理論の中でも⼤きな不定性であるニュートリノ集団振動の影響を明らかにし、超新星爆発の解明に⼀歩近づきました。

（4）課題、今後の展望
　ニュートリノ集団振動の成⻑モードは複数種類あると考えられており、本研究では最も成⻑率が⾼く、卓越的である⾼速フレーバー変換の影響を調べました。今後は衝突フレーバー変換など他の成⻑モードについても調べていきたいと考えています。また、超新星理論にはニュートリノ集団振動以外にも他の不定性も残されており、⼀つ⼀つ解決していく必要があります。
　近年、電磁波・ニュートリノ・重⼒波観測を組み合わせたマルチメッセンジャー観測の機運が⾼まっており、近傍で超新星爆発が起きれば全ての種類のシグナルが観測できると考えられています。特に今回の主題であるニュートリノの検出に関しては、建設中のハイパーカミオカンデをはじめとして複数の国際プロジェクトが始動中です。本研究のような精密なモデル作りは、将来の観測結果を解釈する上での重要な基盤となります。

（5）研究者のコメント
　本研究で⾏われたボルツマン輸送計算は他の研究グループの近似計算と⽐べて計算コストが⾼く、スパコン「富岳」をはじめとした世界最⼤規模の計算機によって初めて可能となるものです。本研究は⼤規模シミュレーション・計算科学を活⽤して基礎科学を解明する⼀例となります。

（6）用語解説
※1　ニュートリノ振動：
ニュートリノは今のところ 3 種類あると考えられており、それぞれ周りの物質と異なる相互作⽤をする。ニュートリノ振動とは、ニュートリノが⾶んでいく間にその型が変化する現象である。これはスーパーカミオカンデ※3で確認されたもので、この発⾒によって梶⽥隆章⽒がノーベル賞を受賞した。そして超新星爆発のような、特にニュートリノ数密度が⾼い現象ではニュートリノ同⼠の前⽅散乱による「集団振動」が発⽣すると考えられている。
※2　スーパーコンピュータ「富岳」:
スーパーコンピュータ「京」の後継機として理化学研究所が設置し、2021年3月から共用を開始した計算機。スーパーコンピュータの主要な世界ランキングの一つであるGraph500で11期（～2025年6月）連続1位を獲得し、以降も世界トップレベルの性能を有している。
※3　スーパーカミオカンデ：
岐阜県の神岡鉱山跡地に設置された、水チェレンコフ検出器と呼ばれる種類のニュートリノ観測装置。同種の検出器としては世界最大で、超新星から放出されたニュートリノを観測するには最適。前身のカミオカンデII検出器が超新星SN1987Aからのニュートリノを検出し、アップデート後のスーパーカミオカンデが太陽ニュートリノを使ってニュートリノ振動を発見したことで、２度のノーベル賞受賞に関わっている。
※4　ELN-XLN ⾓度クロッシング：
電⼦型ニュートリノレプトン数(ELN)と重レプトン型ニュートリノレプトン数(XLN)の差で定義される、ELN-XLN という物理量の運動量空間⾓度分布が、正と負両⽅の値をとる(0 の値をクロスする)こと。⾼速フレーバー変換発⽣の必要⼗分条件であることが数学的に証明されている。
※5　量⼦運動論的処⽅：
ニュートリノ集団振動を⾃⼰無撞着的に扱った量⼦運動論シミュレーションの知⾒を⽤い、⾼速フレ
ーバー変換の影響を有効的に取り⼊れる⼿法。⾼速フレーバー変換が発⽣した後は、その発⽣条件であ
る ELN-XLN ⾓度クロッシングを消すような分布に⾄るということが知られている。本研究では、分布
から ELN-XLN ⾓度クロッシングが取り除かれた漸近分布を解析的表式で与え、その分布へ向けた時間
緩和法によって有効的にフレーバー変換の影響を考慮した。
※6　質量降着率：
超新星爆発は、外へ伝播しようとする衝撃波と、降り積もってくる物質との競合であり、後者を特徴づける量が質量降着率である。質量降着は爆発の進行を妨げる一方、その重力エネルギーの解放を通じて原始中性子星表面を加熱し、（主に電子型の）ニュートリノ放出を増大させる効果も持つ。より重い星は一般に大きく膨らんでおり、高い質量降着率が維持される。
※7　ニュートリノ加熱率：
ニュートリノが単位時間に衝撃波後⽅物質に与えるエネルギー。ニュートリノ加熱率が上昇すると衝撃波の外側への伝播を促進する。ニュートリノ加熱は主に電⼦型ニュートリノが担う。

（7）論文情報
雑誌名：Physical Review Letters
論文名：Bifurcated impact of neutrino fast flavor conversion on core-collapse supernovae informed by multiangle neutrino radiation hydrodynamics
執筆者名（所属機関名）︓⾚穗⿓⼀郎 (早稲⽥⼤: 筆頭著者)、⻑倉洋樹（国⽴天⽂台）、岩上わかな（早稲⽥⼤）、古澤峻（関東学院⼤）、原⽥了（茨城⾼専）、⼤川博督（⻘森⼤）、松古栄夫（⾼エネ研）、住吉光介（沼津⾼専）、⼭⽥章⼀（早稲⽥⼤*: 責任著者）
掲載日時：2026年5月1 1日（月）
DOI：https://doi.org/10.1103/fksy-1jtw
掲載URL：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/fksy-1jtw

（8）研究助成
研究費名：科研費若手研究
研究課題名：量子多体系として解明する重力崩壊型超新星爆発(JP26K17158)
研究代表者名（所属機関名）：赤穗龍一郎(早稲⽥⼤学)

研究費名：科研費基盤(B)
研究課題名：古典的ボルツマンソルバーを⽤いたニュートリノ集団振動の超新星爆発への影響の研究 (JP25K01006)
研究代表者名（所属機関名）：⼭⽥章⼀(早稲⽥⼤学)

研究費名：科研費基盤(C)
研究課題名：ニュートリノ輻射流体計算を⽤いた超新星爆発及び連星中性⼦合体の包括的研究 (JP24K00632)
研究代表者名（所属機関名）：⻑倉洋樹(国⽴天⽂台)

研究費名：科研費基盤(B)
研究課題名：⼀般相対論的第⼀原理計算で探る星の最期と原⼦核物理 (JP23K03468)
研究代表者名（所属機関名）：住吉光介(沼津⾼専)

本研究は、以下の「富岳」を中核とする HPCI システム利⽤研究課題を通じて、スーパーコンピュータ「富岳」(理化学研究所 R-CCS)、及び Wisteria(東京⼤学)の計算資源の提供を受け、実施しました。
課題番号：hp240041, hp240079, hp240264, hp250166, hp250006, hp250326, hp250191。

文学学術院・山本浩司教授がドイツの権威ある国際文化賞「フリードリヒ・グンドルフ賞」を受賞

早稲田大学 — Fri, 22 May 2026 11:00:00 +0900

2026年5月22日
早稲田大学
日本人で二人目文学学術院・山本浩司教授がドイツの権威ある国際文化賞「フリードリヒ・グンドルフ賞」を受賞 ―日本とドイツ語圏をつなぐ長年の研究・翻訳活動が国際的に評価―

（詳細は早稲田大学HPをご確認ください。）
　早稲田大学文学学術院の山本浩司（やまもとひろし）教授が、ドイツの権威ある学術・文化機関であるドイツ語学・文学アカデミー（Deutsche Akademie für Sprache und Dichtung）より、2026年の「フリードリヒ・グンドルフ賞（Friedrich-Gundolf-Preis）」を受賞しました。
　本賞は、ドイツ語圏の文学・思想・文化を、ドイツ語圏以外の国々に紹介し、その理解の促進に顕著な貢献を行ってきた研究者・翻訳者・文化人に授与される国際的に権威ある文化賞で、世界各国から毎年１名のみが選出されます。
　日本人の受賞は、1982年に受賞した東京大学名誉教授・手塚富雄氏に次いで二人目であり、早稲田大学からは初の受賞者となります。
　今回の受賞は、山本教授の長年のドイツ語圏文学に関する研究活動に加え、日本ではまだ広く知られていなかった数多くの現代ドイツ語圏文学の紹介・翻訳により、日本とドイツ語圏をつなぐ文化的架け橋の役割を担ってきた功績が高く評価されたものです。
　ドイツ語学・文学アカデミーは山本教授について、「日本におけるドイツ語圏文学の卓越した媒介者（Herausragender Vermittler deutschsprachiger Literatur in Japan）」と評しています。

【フリードリヒ・グンドルフ賞（Friedrich-Gundolf-Preis）について】
フリードリヒ・グンドルフ賞は、ドイツ語学・文学アカデミーが1964年、詩人・文学研究者であるフリードリヒ・グンドルフ（1880～1931）を記念して創設した賞で、ドイツ語圏以外の国々において、ドイツ文学・文化の普及や国際的理解の促進に顕著な功績をあげた研究者・翻訳者・文化人の功績に対し授与されるものです。同アカデミーは1949年のドイツを代表する学術・文化機関であり、ドイツ語圏において最も権威ある文学賞の一つとされるゲオルク・ビューヒナー賞（Georg-Büchner-Preis）の選考・授与機関としても知られています。

【関係者コメント】
◆受賞者　山本浩司教授
ノーベル賞作家ヘルタ・ミュラーを訳して以来、21世紀のドイツ文学の伴走を続けてきました。日本では無名の作家や詩人のおそらくは翻訳不可能な仕事に魅了されてのことです。受賞の報を受けたときは、単著一つないのに、なぜという戸惑いが勝りましたが、地道な仕事に光を当ててくれたアカデミーの期待に応えるべく今後一層精進するつもりです。

◆早稲田大学総長　田中愛治　祝辞　
文学学術院教授の山本浩司先生がドイツ語学・文学アカデミーのフリードリヒ・グンドルフ賞を受賞されることとなりました。ご報告をいただき、早稲田大学の総長として、大変うれしく思います。
早稲田大学は現在、「世界で輝くWASEDA」を目指しておりますが、昨年度は早稲田が挑戦して届きませんでしたが、国際卓越研究大学に申請した際に、審査員からかけられた言葉は、「早稲田大学は人文系・社会科学系が強いのだから、もっと人文系と社会科学系の強さを前面に出して、アピールしてください」という励ましの言葉でした。
今後も、早稲田大学は人文系と社会科学系の強みをアピールするとともに、理工系の真髄を引き出して、早稲田の底力を見せていきたいと考えております。
そのような努力をしている中で、山本先生が素晴らしいドイツ語文学の賞を受賞されたということは、早稲田大学にとりまして、この上もない応援をいただいていると存じます。その意味で、山本先生の日頃からの精進に敬意と感謝の意を表するとともに、今後の益々のご活躍をお祈りし、応援していきたいと存じます。

【授賞式について】
授賞式は、2026年5月30日、ドイツ・ハルバーシュタットにて開催されるドイツ語学・文学アカデミーの年次大会にて行われる予定です。

【受賞者プロフィール】
山本　浩司（やまもと　ひろし）
早稲田大学文学学術院　教授
ドイツ現代文学、ドイツ語圏文学、比較文学、翻訳研究を専門とする。20世紀から現代に至るドイツ語圏文学を中心に、文学と歴史・記憶の関係を主題とした研究を展開。詩・散文・アヴァンギャルド文学など幅広い研究テーマに取り組む。著書・論文多数。国内外の学術誌や論文集にて研究成果を発表するほか、翻訳・編著にも携わり、訳書にヘルタ・ミュラー『狙われたキツネ』、『息のブランコ』、トーマス・ベルンハルト『古典絵画の巨匠たち』、アルフレート・デーブリーン『たんぽぽ殺し』（粂田文との共訳）などがある。日本独文学会の運営や国際的な研究交流にも従事。

卵子を育てる「細胞間のかけ橋」の機能に迫る、内部構造の解明

早稲田大学 — Mon, 18 May 2026 14:00:00 +0900

2026年5月18日
早稲田大学
麻布大学
卵子を育てる「細胞間のかけ橋」の機能に迫る、内部構造の解明
～卵子とその周辺細胞とのコミュニケーションを促す橋渡し構造の中に「微小管」を発見～

詳細は早稲田大学HPをご覧ください
【発表のポイント】
●卵巣内で、卵子とその周囲の細胞をつなぐ突起構造の中に、微小管※1が広く存在することを発見しました。従来の顕微鏡とは異なる超解像顕微鏡による観察で、今回の発見に至りました。
●また、突起構造を形成するために必要な因子として、微小管結合タンパク質Camsap3※2が重要な働きを担うことを発見しました。
●Camsap3を欠損したマウスは、卵子の成熟異常、排卵障害、不妊を示すことを発見しました。
●卵子と周囲の細胞との突起形成がCamsap3と微小管によって促進されることが分かり、卵子と周辺細胞とのコミュニケーション機構の実体が明らかになることで、卵子の成熟機構について理解が進み、生殖医療・不妊研究への応用が期待されます。
　不妊の原因のひとつである卵子成熟の欠陥を治療することはできないのか？そのために欠かせないのは、卵子の成熟がどのよう起きるのかというメカニズムを解明することです。
　この課題に迫るため、京都大学大学院薬学研究科の戸谷美夏（とや　みか）助教（研究当時：早稲田大学理工学術院）および早稲田大学理工学術院の佐藤政充（さとう　まさみつ）教授は、早稲田大学大学院先進理工学研究科生命医科学専攻博士後期課程の相川皓洋（あいかわ　あきひろ）、修士課程の鶴巻孝夫（つるまき　たかお）とともに、麻布大学獣医学部の伊藤潤哉（いとう　じゅんや）教授、京都大学大学院薬学研究科の倉永英里奈（くらなが　えりな）教授との共同研究チームで、卵子とその周囲の細胞とをつなぐ突起構造の内部に、微小管が高頻度で存在することを超解像顕微鏡技術により発見しました。さらに、その突起構造を形成するためにはCamsap3タンパク質が重要な役割を果たすことを明らかにしました。本研究成果は、卵子成熟を促す細胞間コミュニケーションの新たな仕組みを示すものであり、卵成熟の欠陥による不妊の原因解明や生殖医療の発展につながることが期待されます。
　本成果は、2026年4月28日（火）に『iScience』(出版社：Elsevier／Cell Press)で公開されました。
図1 卵子周囲の細胞から卵子に向けて伸びる突起のほとんどに微小管が含まれていることを発見

キーワード：
不妊治療、生殖医療、卵子、卵子の成熟、排卵、微小管、細胞間コミュニケーション

（１）これまでの研究で分かっていたこと
　ヒトやマウスなど、ほ乳類の卵子は、卵巣内でたくさんの顆粒層細胞 ※3に取り囲まれた状態で成熟します。卵子の成熟に異常があると不妊につながるため、そのメカニズムを解明することは生殖医療の観点から重要です。顆粒層細胞は卵子に様々な分子を届けることで卵子の成熟を促すと考えられていますが、具体的な分子メカニズムは分かっていません。卵子と顆粒層細胞の間には透明帯という領域が存在します。透明帯を超えて顆粒層細胞から卵子に直接分子を送り届けるために、顆粒層細胞はTranszonal projection（以降、「TZP」という）※4と呼ばれる突起状の構造を伸ばします（図1、図2）。これが卵子まで到達することで、卵子の成熟に必要な物質を送り届けると考えられています。
　これまで、TZP突起の内部には、アクチン※5と呼ばれる細胞骨格の一種が内包されることが分かっていました。これに対して、異なる細胞骨格である微小管はTZP突起のうち5%程度にしか存在しなかったため、重要な機能を担うとは考えられていませんでした。

（２）新たに実現しようとしたこと、明らかになったこと
　本研究では、これまでの定説とは異なり、TZP突起構造の中に微小管が頻繁に存在することを発見し、これが卵子成熟に大きな役割を担うことを明らかにしました。
　着想の経緯は、戸谷美夏博士（京都大学）が以前から研究していた微小管結合タンパク質Camsap3でした。一般的にCamsap3は細胞内の微小管を安定化させる機能を持ち、マウスの生体内では腎臓や卵管、気管、脳などの幅広い組織で重要な役割を担います。今回、Camsap3の遺伝子欠損（ノックアウト）マウスのメスは、排卵せず不妊を示すことを発見しました。不妊の原因に迫るために卵巣組織を解析したところ、Camsap3欠損マウスでは初期段階の卵子は正常に形成されていましたが、排卵が近づいた後期段階の卵子はほぼ消滅しており、卵子成熟の過程に異常がある様子が見えてきました。
　Camsap3欠損マウスの卵子と顆粒層細胞を観察した結果、両者をつなぐTZP突起の本数が野生型マウスと比較して約60%に減少していました（図2）。従来の研究では、TZP突起は内部にアクチン細胞骨格を含むことが知られています。これに対して、別の細胞骨格である微小管はTZP突起全体のうち約5%にしか発見されていないことから、微小管結合タンパク質Camsap3の欠損マウスにおいて、なぜ、アクチンを主体とするはずのTZP突起が異常を示すのか疑問でした。
　そこで、超解像顕微鏡技術を用いてTZP突起を高精細に観察しました。その結果、通説とは異なり、TZP突起の大多数（約80%）が内部に微小管を含むことを発見しました（図2）。つまり、微小管結合タンパク質Camsap3を欠損すると、TZP突起内部の微小管に異常が起き、これがTZP突起の形成不全を引き起こすことが分かりました。このように、微小管は従来想定されていたよりもはるかに重要な役割、つまり突起そのものを形成するために中心的な役割を果たすことが見えてきました。

図2 野生型ではTZP突起の内部に微小管が含まれ、Camsap3欠損マウスでは微小管の短縮化にともなうTZP突起の減少が見られました

　さらに、TZP突起の内部で微小管とアクチンが示す形態にはいくつかのパターンが存在し、卵子成熟の段階に応じて、その形態が変化することが明らかになりました。初期段階では、微小管とアクチンが並走する直線的なTZP突起が多く見られましたが、卵子成熟が進むにつれて、枝分かれした複雑なTZP構造へと変化しました。Camsap3はTZP突起内の微小管上に局在していたことから、Camsap3は微小管の向きや安定性を制御していると考えられます。
　これまで、卵子表層に到達したTZP突起は、ギャップ結合や接着結合といった結合様式で卵子に接続することがわかっています（図3）。このような結合箇所には、アミノ酸などの低分子化合物が通れるほどの小さな穴が存在します。一方、mRNA※6やミトコンドリア※7のような大きな分子はどのようにTZP突起から卵子に送られるのか不明のままです。本研究では一部のTZP突起において、微小管がTZP突起の先端からさらに伸長して卵子内部まで貫通する構造がみられました（図3）。このようなTZP突起では、TZP突起の先端が卵子の細胞膜と融合してトンネルのように貫通し、卵子の細胞質に直接つながっていると考えられます（図3）。つまり、ミトコンドリアやmRNAなどの巨大な物質を卵子内に送り届けることが容易だといえます。野生型において、このような卵子の細胞質に直接つながったTZP突起の内部にミトコンドリアが存在する様子が観察されました。これらの観察結果は、TZP突起内部の微小管は顆粒層細胞から卵子に向けてミトコンドリアなどの巨大な物質を輸送するために使われている可能性を示唆しています。
　これらの成果は、TZP突起はアクチンを主体とする突起構造だとみなしてきた従来の理解を大きく更新するものです。本研究が微小管を内部に発見したことで、微小管がTZP突起の形成を促すこと、さらに微小管をレールとして卵子から顆粒層細胞への物質輸送が起きるという新しいメカニズムが見えてきました。

図3 TZP突起の先端には2種類ある：（中央）TZP突起の先端が卵子内に接触する例、（右）先端が卵子に融合して微小管が侵入したTZP突起の例「出典： Aikawa et al., 2026（今回の発表論文）」

（３）研究の波及効果や社会的影響
　本研究は、卵子成熟の分子メカニズムの解明に大きく寄与する基盤研究と考えています。卵子は周囲の顆粒層細胞から分子を受け取ることで成熟し、排卵されます。卵子成熟の欠陥は排卵障害の原因となり、不妊症のひとつですが、成熟の欠陥が起きるメカニズムはよく分かっていません。
　本研究では、Camsap3の欠損によってTZP突起の形成不全が起きること、また、これが排卵障害を引き起こすことが示されました。つまり、TZP突起の形成を司る重要分子としてCamsap3が同定できたといえます。これを足がかりとすることで、卵子成熟の欠陥による不妊の治療や予防に応用できると考えます。
　また、近年、顆粒層細胞から卵子にmRNAやミトコンドリアが輸送される可能性が注目されています。本研究はTZP突起内に微小管の存在を示したことで、これを物質輸送のレールとして卵子に成熟因子を届けるという卵子成熟の新たな分子機構のベールがはがされました。将来的には、TZP突起を人工的に作製したり、成熟分子が分かればそれを人為的に卵子に届けたりすることで、卵子の成熟能力を高める新たな生殖医療技術の開発につなげていきたいと考えます。

（４）課題、今後の展望
　本研究では、超解像顕微鏡技術を用いて、従来考えられていたよりも多くのTZP突起が微小管を含んでいることが明らかになり、物質輸送の原理が見えてきました。しかし、顆粒層細胞から卵子に向けてどのような分子が輸送されているのかは、依然として明確な知見・証拠がありません。私たちは、その輸送される分子の同定を最重要課題と捉えています。この因子が決定できれば、未成熟の卵子にそれを人為的に投与することで人工的に卵子成熟を誘導して、不妊治療につなげられる可能性があるからです。

（５）研究者のコメント
　TZP突起はこれまでアクチンを主体とする細胞突起として理解されてきました。本研究では、超解像顕微鏡を用いることで従来検知できなかった微小管の存在を発見できました。本研究が卵子成熟や不妊の原因を解明する新たな基盤になるよう、研究を継続していきます。不妊の原因は男女含めて様々なものがあると考えられます。その原因を1つずつ追究していく基礎研究が、生殖医療のブレークスルーにつながると信じています。

（６）用語解説
※1　微小管
細胞骨格の繊維状構造の一つであり、チューブリンタンパク質の重合により繊維状の形になります。細胞内での物質輸送、細胞形態の維持、染色体の分配など様々な場面で重要な役割を担います。物質輸送においては、微小管がレールのような働きをすることで、特定の場所や方向に物質を運ぶ際の重要な経路となることが知られています。

※2　Camsap3
微小管に結合し、微小管を安定化する機能を持つタンパク質。マウスの生体では腎臓や気管、脳などの幅広い組織で役割を担います。小腸上皮細胞では、細胞内の微小管を一定方向に整列させることで、上皮細胞の形態を形作ります。腎臓の尿細管では微小管の整列をおこない、Camsap3を欠失させると尿細管が肥大化して嚢胞腎に似た症状を示します。卵管では、排卵された卵子や受精卵を正しい方向に送り出して子宮に届けるためにCamsap3は重要な役割を担います。

※3　顆粒層細胞
卵巣内で卵子を取り囲む多数の細胞。卵子の成熟に必要な物質を卵子に供給し、卵子の成長や成熟を支える重要な役割を担います。卵子に向けて突起状の構造を形成して、これを介して直接的な物質伝達など、細胞間コミュニケーションを行います。

※4　Transzonal projection (TZP)
顆粒層細胞から伸び、卵子を包む「透明帯」を貫通して卵子表面近くまで到達する突起。卵子と顆粒細胞の間で、卵子の成熟に必要な物質を受け渡すための連絡路として働きます。従来は、突起の内部はアクチンを主体とするものと考えられていましたが、本研究でTZPの多くが内部に微小管も含むことが分かりました。

※5　アクチン
細胞骨格の一つであり、アクチンタンパク質の重合により繊維状の構造になります。細胞の形作りや移動などの機能を担います。これまでは、TZP突起の内部を構成する主要な構造物はアクチンであると考えられてきました。

※6　mRNA
DNAに記録された遺伝情報をもとに作られるRNAの一種。細胞内でタンパク質を合成する際の“設計図”として働きます。卵子の成熟では、顆粒層細胞から供給されるmRNAが重要な役割を果たします。

※7　ミトコンドリア
細胞内に存在する細胞小器官の一つで、酸素を利用してエネルギー（ATP）を産生する工場の役割を担います。卵子は成熟段階で顆粒層細胞からミトコンドリアが供給されると考えられています。

（７）論文情報
雑誌名：iScience
論文名：Camsap3-Mediated Microtubules Maintain Transzonal Projections Essential for Soma–Germ Communication during Ovarian Follicle Maturation in Mice
執筆者名（所属機関名）：
相川皓洋1,鶴巻孝夫1,倉永英里奈2,伊藤潤哉3,4,戸谷美夏1,2,佐藤政充*1,5
1:早稲田大学大学院先進理工学研究科生命医科学専攻
2:京都大学大学院薬学研究科創発医薬科学専攻
3:麻布大学獣医学部動物繁殖学研究室
4:麻布大学大学院獣医学研究科
5:早稲田大学構造生物・創薬研究所
掲載日時：2026年4月28日
掲載URL：https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(26)01286-1
DOI：https://doi.org/10.1016/j.isci.2026.115911
*：責任著者

（８）研究助成
研究費名：科研費　基盤研究 (C)　25K09635
研究課題名：卵胞成熟を支える微小管構造による体細胞―生殖細胞間コミュニケーションの分子機構
研究代表者名（所属機関名）：戸谷美夏（京都大学）

研究費名：公益財団法人　大隅基礎科学創成財団　研究助成
研究課題名：卵母細胞と母体のコミュニケーションを橋渡しする微小管の機能
研究代表者名（所属機関名）：戸谷美夏（早稲田大学/京都大学）

研究費名：公益財団法人　第一三共生命科学研究振興財団　研究助成
研究代表者名（所属機関名）：佐藤政充（早稲田大学）

研究費名：科研費　基盤研究 (B)　16H04787
研究課題名：微小管の機能発見および人工制御：細胞から組織まで
研究代表者名（所属機関名）：佐藤政充（早稲田大学）

研究費名：科研費　挑戦的研究（萌芽）　18K19347
研究課題名：高齢卵子における紡錘体の位置の異常と不妊の関連性
研究代表者名（所属機関名）：佐藤政充（早稲田大学）

研究費名：科研費　基盤研究（B）　23K27173
研究課題名：クロマチン変動・発現変動・エネルギー産生による細胞の目覚めの統合的理解
研究代表者名（所属機関名）：佐藤政充（早稲田大学）

研究費名：科研費　学術変革領域研究（A）　25H02582
研究課題名：休眠か目覚めかの運命を定めるエピコードとヌクレオソーム状態の変化
研究代表者名（所属機関名）：佐藤政充（早稲田大学）

光と原子つなぐ新量子ゲートを提案

早稲田大学 — Fri, 15 May 2026 14:00:00 +0900

2026年5月15日
早稲田大学
理化学研究所
光と原子つなぐ新量子ゲートを提案～光1回の反射で完結、量子計算の誤り率を低減～

詳細は早稲田大学HPをご覧ください
【発表のポイント】
●重要な量子ゲートの１つである「制御変位ゲート」を、光と原子に対して実現する新たな手法を理論的に提案しました。
●光を共振器に1回だけ反射させることで実現でき、複数回の反射が必要だった従来手法と比べて短時間に、かつ誤り率を低減した計算を実行できます。
●光と原子、性質の異なる２つのシステムを繋げることで、ハイブリッド系を活用した新たな量子計算・量子通信の実現を加速することが期待されます。
　早稲田大学先進理工学研究科の木倉清吾（きくらせいご）大学院生と理工学術院の青木隆朗（あおきたかお）教授（兼：理化学研究所量子コンピュータ研究センター・チームディレクター）、理化学研究所量子コンピュータ研究センターの後藤隼人（ごとうはやと）チームディレクター、シンガポール国立大学の花村文哉（はなむらふみや）博士研究員からなる研究グループは、原子と光、全く異なる性質を持つ２つの量子系に量子もつれ※1を生じさせる量子ゲート※2を効率的に実装する新たな手法を提案しました。
　従来手法では、原子を閉じ込めた共振器※3に光パルスを複数回反射させ、かつ光の干渉操作を組み合わせることで1つの量子ゲートを合成していました。しかし、この場合光の損失や量子誤りの蓄積の問題がありました。本提案手法では、光パルスを1回だけ共振器に反射させると同時に原子をレーザーで制御することで、２つの量子系を繋げる制御変位ゲート※4を直接実装する手法を新たに提案しました。本手法により、ハイブリッド系を駆使する高性能な量子情報処理技術のさらなる発展を加速することが期待されます。
　本成果は、2026年5月12日（火）に『Physical Review Letters』に公開されました。

キーワード：
量子ゲート、量子計算、量子通信、制御変位ゲート、共振器

（１）これまでの研究で分かっていたこと
　近年目覚ましい進展を遂げる量子情報処理では、人工的に作られたチップだけでなく、光や原子といった自然界に存在する量子系が情報の担い手として活躍します。
　例えば、光は光通信に代表されるように高速・長距離伝送が可能であり、また「GKP符号」※5と呼ばれる量子誤り訂正に有利な符号を扱える特徴を持ちます。一方で、光だけでは量子性が強い操作（非線形操作）が難しいという課題があり、その他の量子系についてもそれぞれ固有の長所短所を持ち合わせています。そこで、単一の量子系では克服が難しい短所を補いつつ長所を最大限活用するために、性質の異なる２つの量子系を繋げたハイブリッド系を活用することが盛んに研究されています。例えば、チップ内に2つの人工量子系を統合することで、単一の量子系ではそれまで困難だったGKP符号の作成・制御が実現されています。このようなハイブリッド系の能力を駆使するために、異なる量子系に量子もつれを生じさせる「制御変位ゲート」は欠かせない量子ゲートの１つです。
　しかし、「静止する原子」と「高速に移動する光パルス」に対して、この量子ゲートを効率的に実装する方法はこれまで確立されていませんでした。従来は、制御変位ゲートを直接実行する手法が確立していなかったため、異なるゲート操作を組み合わせることで制御変位ゲートを合成していました。この場合には、原子を閉じ込めた共振器（共振器量子電気力学※6系と呼ばれる）に光パルスを複数回反射させる必要があり、反射のたびに光のエネルギーが損失するため、ゲートの精度が低下するという課題がありました。

（２）新たに実現しようとしたこと、明らかになったこと
　本研究では、光パルスと原子の間の制御変位ゲートを、光を1回だけ反射させる「シングルショット方式」で実現する手法を提案しました。原子を共振器内に捕捉し、光パルスが共振器に入射するのと同時に、原子をレーザーで精密に制御します。これにより、原子の量子ビットの状態に応じて、反射してきた光パルスの量子状態が変化します。すなわち、複数回の反射を必要とせず1回の反射操作で、制御変位ゲートの実装が完結します。
　さらに、共振器内部の光損失や原子の自然放出など、現実の実験で避けられない損失を取り込んだ解析モデルを導出しました。このモデルにより、提案手法の評価・最適化を簡潔に行えることを示しました。数値シミュレーションにより、導出されたモデルの有効性を確認し、またそのモデルを用いてパラメータの最適化を行うことで、提案手法が従来手法に比べてゲートエラー（理想の操作とのズレ）を大幅に改善できることを確認しました（図1）。

図１：内部協同係数※7に対するゲートエラー。提案手法においては導出された解析モデルを用いて共振器のミラーの反射率を最適化した。従来手法に比べて提案手法はゲートエラーを大幅に削減することに成功している。

（３）研究の波及効果や社会的影響
　光と原子は、それぞれが有望な量子系として盛んに研究が行われており、その技術発展は凄まじい状況です。この技術潮流の中で、これらを結びつけるハイブリッド系は、それぞれの潜在能力を最大限引き出し、高性能な量子計算・量子通信を実現するために活発に研究されています。
　今回、高速かつ誤り率の小さい量子ゲート手法を新たに提案したことで、国内外の実験・理論研究グループによる実験実証や応用研究を促進し、ハイブリッド量子系の技術発展を加速させることが期待されます。

（４）課題、今後の展望
　今回、新たな量子ゲート手法を提案しただけでなく、高い内部協同係数が誤り率の小さい量子操作の実現において重要であることを、共振器量子電気力学系における先行研究結果を踏まえて再確認しました。これにより高協同係数共振器系の研究開発がさらに促進されることが期待されます。また、原子と光からなるハイブリッド量子系の基本かつ重要な量子ゲートについて、高速かつ誤り率の小さい実装手法を提案したことで、原子をメモリ、光を通信媒体とした量子ネットワークをはじめとした量子情報処理技術の社会実装の加速にも貢献することが期待されます。

（５）研究者のコメント
　光と原子という性質の異なる物理系を量子的に結んだシステムを利用することで、現状より高速な情報処理、あるいはよりセキュアな光通信の実現が期待されています。今回提案した「シングルショット制御変位ゲート」は、その鍵となる操作を効率的に実現するものです。本成果が量子技術の社会実装に微力ながら貢献することを期待しています。

（６）用語解説
※1　量子もつれ
複数の量子が互いに強く結びつき、一方の状態を測定すると距離に関係なく他方の状態も瞬時に決まるという量子力学特有の現象。

※2　量子ゲート
量子情報処理において、情報を担う量子の状態を変化させる基本操作。

※3　共振器
高反射率の鏡の間に光を閉じ込め、光と物質（原子など）の相互作用を増大させる装置。本研究では原子を閉じ込め、光パルスを反射させる中心的な装置として機能する。

※4　制御変位ゲート
量子ビット（原子など）の状態（0か1か）に応じて、光の量子状態を位相空間（位置と運動量を座標とする空間）上で移動（変位）させる量子ゲート。ハイブリッド量子系の基本的な操作のひとつ。

※5　GKP符号
光の連続的な量子状態を利用して量子誤りを訂正する符号の一種。光量子コンピュータにおける量子誤り訂正の有力な方式として注目されている。

※6　共振器量子電気力学
共振器内に閉じ込めた光と原子の相互作用を量子力学的に扱う物理学の分野。光と原子を強く結合させることで、精密な量子制御が可能になる。

※7　内部協同係数
共振器量子電気力学系において、光と原子の結合の強さを共振器内部の損失と原子の自然放出レートの積と比べた指標。値が大きいほど、量子操作を高性能に実行できる。

（７）論文情報
雑誌名：Physical Review Letters
論文名：Single-shot conditional displacement gate between a trapped atom and traveling light
執筆者名（所属機関名）：
　木倉清吾（早稲田大学理工学術院）、後藤隼人（理化学研究所量子コンピュータ研究センター）、
　花村文哉（シンガポール国立大学量子技術センター）
　青木隆朗*（早稲田大学理工学術院／理化学研究所量子コンピュータ研究センター）
掲載日時：2026年５月12日
掲載URL：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/234l-q12q
DOI：https://doi.org/10.1103/234l-q12q
*：責任著者

（８）研究助成
研究費名：国立研究開発法人科学技術振興機構（JST）ムーンショット型研究開発事業
研究課題番号：JPMJMS2268、JPMJMS256K
研究代表者名（所属機関名）：青木隆朗（早稲田大学）

正しい情報を伝えれば、男女格差への政策支持は高まるか？

早稲田大学 — Thu, 14 May 2026 11:00:00 +0900

正しい情報を伝えれば、男女格差への政策支持は高まるか？ ―韓国では支持増、日本では限定的― 詳しくは早稲田大学ウェブサイトをご確認ください。
＜発表のポイント＞
■男女の賃金格差などに関する誤った認識を正す情報を提示し認識を修正した場合に、人々の意識や政策支持がどのように変化するかを、日本と韓国を比較するサーベイ実験により検証しました。
■ 韓国では、格差に関する情報提供により男女平等に関する政策への支持が高まる一方、日本では大きな変化が見られず、情報の効果に国ごとの差があることが明らかとなりました。
■ 誤った認識を正す情報であっても、社会的な文脈や問題の受け止め方によって効果が異なり、情報提供だけでは必ずしも意識や行動の変化には繋がらない可能性が示されました。
■ 本研究は、男女格差の是正に向けた政策立案や広報のあり方を考えるうえで、情報発信の効果と限界を示す重要な知見を提供します。

男女の賃金格差など、社会にある不平等の実態を正しく知れば、人々の考え方や政策への賛否は変わるでしょうか？これまで、誤った認識を正す情報の提供は有効と考えられてきましたが、その効果については十分に検証されてきませんでした。
早稲田大学政治経済学術院の尾野嘉邦（おのよしくに）教授、成均館大学政治・外交学部のYesola Kweon（やそらくぉん）准教授、梨花女子大学政治・国際関係学部のMin Hee Go（みんひご）教授、学習院大学法学部の三輪洋文（みわひろふみ）教授による本研究は、日本と韓国の有権者を対象としたサーベイ実験により、男女の賃金格差などに関する誤った認識を正す情報を提示した場合に、人々の意識や政策支持がどのように変化するのかを比較しました。
その結果、韓国では男女格差に関する情報を受け取った人々の間で男女平等に関する政策への支持が高まった一方、日本では同様の情報を提示しても政策支持にそれほど大きな変化が見られず、情報の効果に国ごとの差があることが明らかとなりました。これらの結果は、正確な情報を提供するだけでは、人々の意識や行動は必ずしも変化するとは限らないことを示しています。
本研究は2026年4月25日に「Public Opinion Quarterly」に掲載されました。
論文名：Correcting Misperceptions Across Contexts: The Political Impact of Gender Inequality Information in Japan and South Korea
（図1）男女の賃金格差の認識を正す情報が賃金格差への政策的介入への支持に与える効果（本図は論文中のFigure 5をもとに、日本語表記に改めて作成したもの）

図1は、「男女の賃金格差について正しい情報を伝えたときに、格差を是正する政策への賛成がどの程度変わるか」を、日本と韓国で比較した結果を示しています。韓国では政策支持が有意に高まっている一方、日本では効果が小さく、国によって受け止め方や影響の大きさが異なることを示しています。

（１）これまでの研究で分かっていたこと　
男女格差に対する人々の認識は、実態とずれていることが多いと指摘されてきました。特に、男女の賃金格差などについては、実態よりも小さく見積もられたり、大きな問題として受け止められなかったりすることが知られています。このため、誤った認識を正す情報を提供すれば、人々の態度や政策への支持は変化すると考えられてきました。
こうした考えに基づき、欧米を中心に、正確な情報提供が人々の態度や政策支持に与える影響について、調査研究が進められてきました。実際に、情報提供によって男女格差の是正に向けた支持が高まるという結果も報告されています。
しかし、その効果はすべての国や文脈において同様に現れるとは限らないこと、特に、男女格差がどの程度社会問題として認識されているかによって、情報の受け止め方が異なる可能性があることが指摘されてきました。
特に、日本や韓国を含む東アジア地域において、こうした情報の効果を比較した研究は限られていました。そのため、誤った認識を正す情報が、どのような条件で人々の態度や政策支持に影響を与えるのかは、十分に明らかにされてきませんでした。本研究は、こうした未解明の問題に注目しました。

（２）今回の研究で新たに実現しようとしたこと、明らかになったこと、そのために新しく開発した手法
本研究は、男女格差に関する正確な情報を伝えること（情報修正）が、人々の態度や政策支持にどのような影響を与えるのかを明らかにすることを目的としています。特に、その効果が国や政治的文脈によってどのように異なるのかを検証しました。
そのため、日本と韓国の有権者を対象に、それぞれ約3,500人を対象にサーベイ実験を実施しました。参加者に対し、男女の賃金格差などに関する実態データを提示し、事前に持っていた認識を修正したうえで、男女平等に関する政策への支持や意識の変化を測定しました。比較のため、情報を提示しないグループも設け、情報の効果を検証しました。
分析の結果、韓国では、格差の実態を示す情報修正によって男女平等に関する政策への支持が高まることが確認されました。一方、日本では同様の情報修正を行っても、態度や政策支持に大きな変化は見られませんでした。すなわち、誤った認識を修正する情報の効果は、国によって異なることが明らかとなりました。
さらに、この差は単なる情報量の違いの問題ではなく、政治や社会の中で論争になっているかどうかといった社会的な文脈の違いと関係している可能性が示唆されました。韓国では男女格差が社会問題として広く認識され、政治的にも争点化されているため、情報が政策支持の変化につながりやすいと考えられます。一方、日本では男女格差に対する問題認識が相対的に弱く、情報を提示しても態度変化が生じにくい可能性があります。加えて、日本ではもともと男女格差を過小評価している回答者が比較的少なく、このことが情報修正の効果を限定的にした一因とも考えられます。
本研究の特徴は、単に態度を国際比較するのではなく、同一の実験デザインを用いて日本と韓国の差を直接検証した点にあります。また、誤った認識を修正する情報の効果を因果的に特定した点に新規性があります。
これらの結果は、情報提供が常に人々の意識や行動を変えるとは限らず、その効果が社会的・政治的文脈に依存することを実証的に示したものであります。

（３）研究の波及効果や社会的影響
本研究は、男女格差に関する誤った認識を正す情報が、必ずしも人々の態度や政策支持の変化につながるわけではないことを示しました。特に、日本では情報提供による効果が限定的であった一方、韓国では政策支持の増加につながることが確認され、同じ情報であっても国によって受け止め方が異なることが明らかとなりました。
これらの結果は、男女格差の是正に向けた政策立案や広報のあり方に重要な示唆を与えます。単に数字や事実を示すだけでは、十分な理解や行動の変化につながらない可能性があり、社会の問題認識や関心の状況に応じた情報発信が必要である可能性を示しています。
また、本研究は、情報提供の効果が社会的・政治的文脈に依存することを実証的に示した点で、世論形成や政策支持の研究にも貢献します。今後は、どのような条件のもとで情報が人々の意識や行動に影響を及ぼすのかを明らかにすることで、より実効性の高い政策形成や広報戦略につながることが期待されます。
さらに、日本と韓国を比較した本研究の結果は、国際比較の観点からも意義があり、他国における男女格差への対応策などを検討する際の参考となることが期待されます。

（４）課題、今後の展望
本研究は、サーベイ実験を通じて情報提供の効果を検証しましたが、実際の社会では、ニュース報道、SNS、政治家の発言、職場や家庭での会話など、さまざまな要因が同時に影響します。そのため、本研究の結果がそのまま現実の世論の変化に当てはまるとは限らず、解釈には一定の注意が必要です。
また、本研究は日本と韓国を対象とした比較に基づいており、他の国や地域でも同様の結果が得られるのか、今後さらに検証する必要があります。男女格差に対する問題意識や社会的議論の状況が異なる場合、情報の効果も変わる可能性があります。
今後は、情報の提示方法や繰り返し提示の効果、メディアや政治的文脈との関係などを検証することで、どのような条件のもとで人々の意識や政策支持が変化するのかをより詳しく明らかにする必要があります。また、実際の選挙や政策議論の場面と結びつけた分析を進めることも重要です。
さらに、男女格差に関する情報がどのように共有され、社会的な議論につながるのかを明らかにすることで、より効果的な政策形成や広報のあり方に関する知見の蓄積が期待されます。

（５）研究者のコメント
本研究は、韓国の研究者らと学会や研究会などで議論を重ねる中で、男女格差に関する誤った認識を正せば、人々の意識や政策支持は変わるのかという問いから出発しました。特に韓国では、男女格差やジェンダー平等をめぐる議論が、近年の大統領選挙で反発も含めて政治的争点となり、若年層を中心に男女間で分極的な態度が見られます。こうした状況を日本と比較した場合、有権者の反応はどのように異なるのかという問題意識のもとで研究を進めました。
分析の結果、誤った認識を正す情報の効果は単純ではなく、日本と韓国でも異なることが明らかになりました。事実を伝えることは重要ですが、それだけでは十分ではありません。人々が問題をどのように認識し、どのような社会的文脈の中で受け止めているのかを踏まえた議論や情報発信が求められます。
日本と韓国は地理的に近く、言語の文法にも共通点がある一方、議院内閣制と大統領制、徴兵制の有無など、制度面では大きく異なります。今後も、こうした共通点と相違点に注目しながら、東アジアにおける比較研究をさらに進めていきたいと思っています。

（６）用語解説
※1　サーベイ実験
サーベイ実験とは、アンケート調査のようなサーベイに実験的手法を組み合わせたもので、回答者を無作為に異なる条件に割り振り、条件ごとの回答傾向の違いを観察します。それぞれの条件ごとに質問文の内容や指示文を入れ替えることで、そうした操作が回答にどのような因果的効果を及ぼしたのかを検証することができます。

（７）論文情報
雑誌名： Public Opinion Quarterly
論文名： Correcting Misperceptions Across Contexts: The Political Impact of Gender Inequality Information in Japan and South Korea
執筆者名（所属機関名）：
Min Hee Go（梨花女子大学）
Yesola Kweon*（成均館大学）
三輪洋文（学習院大学）
尾野嘉邦（早稲田大学）
*筆頭著者
掲載日：2026年4月25日
掲載URL： https://academic.oup.com/poq/advance-article/doi/10.1093/poq/nfag030/8662487
DOI：https://doi.org/10.1093/poq/nfag030

（９）研究助成（外部資金による助成を受けた研究実施の場合）
科研費基盤研究A「政治的ジェンダーバイアスの包括的研究（20H00059）」（研究代表者尾野嘉邦）ほか

日本の成人における座りすぎに伴う慢性疾患による経済的負担は年間約2,825億円と推計

早稲田大学 — Tue, 12 May 2026 13:00:00 +0900

2026年5月12日
東京都健康長寿医療センター
早稲田大学
日本の成人における座りすぎに伴う慢性疾患による　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　経済的負担は年間約2,825億円と推計
発表のポイント
●公的な全国統計情報等 ※1をもとに、人口寄与割合（PAF）※2を用いた費用推計により、座りすぎ（1日8時間以上の座位行動）に関連する慢性疾患の経済的負担（直接医療費※3と間接費※4）を推計した
●座りすぎに関連する慢性疾患による経済的負担は年間約2,825億円（95%信頼区間：2,589億～3,060億円）と推計された
●内訳は、直接医療費が約2,384億円（95%信頼区間：2,153億～2,615億円）、間接費が約441億円（95%信頼区間：243億～610億円）であった
●外来医療費では糖尿病による経済的負担が最も大きく、入院医療費では認知症による経済的負担が最も大きかった
東京都健康長寿医療センター研究所の光武誠吾（みつたけせいご）研究員（早稲田大学スポーツ科学研究センター・招聘研究員）と早稲田大学スポーツ科学学術院の岡浩一朗（おかこういちろう）教授らの研究グループは、日本の成人における座りすぎ『1日8時間以上の座位行動』が、慢性疾患を通じてどの程度の経済的負担をもたらしているかということを、公的な全国統計情報等に基づいて推計しました。その結果、2021年度の経済的負担は約2,825億円にのぼることが示されました。
本研究成果は、Oxford University Press発行の国際学術誌『Journal of Public Health』に、論文「The Economic Costs of Excessive Sedentary Behaviour in Japan」（DOI: 10.1093/pubmed/fdag029）として2026年4月24日に掲載されました。

(1) これまでの研究で分かっていたこと（科学史的・歴史的な背景など）
高齢化の進行に伴い、慢性疾患の予防と医療費の適正化は、各国に共通する重要な公衆衛生上の課題となっています。こうした中、座位行動（起きている時間に座位や半臥位、臥位などで過ごすこと）は、身体活動とは独立して、循環器疾患、糖尿病、がん、認知症、うつ病など複数の慢性疾患と関連することが報告され、注目を集めています。世界保健機関（WHO）も、身体活動だけでなく座位行動に着目した指針を公表しており、「座りすぎ」を減らすことの重要性は国際的に共有されてきました。欧米では、国レベルのデータを用いて、座りすぎが慢性疾患を通じて大きな経済的負担をもたらすことが示されてきました。一方、アジアでは、日本を含め、座りすぎによる国全体の経済的負担を推計した研究や、国際的にもその負担を外来医療費と入院医療費に分けて詳細に検討した研究は限られています。

(2) 今回の研究で新たに実現しようとしたこと、明らかになったこと
本研究では、公的な全国統計情報等を用いて、座りすぎ（1日8時間以上の座位行動）に関連する慢性疾患に伴う経済的負担を、人口寄与割合（PAF）を用いた費用推計により、直接医療費と間接費の両面から推計することを目指しました。さらに、これまで明らかでなかった、座りすぎによる直接医療費を外来医療費と入院医療費に分けて示すことを試みました。
解析の結果、2021年度における座りすぎに関連する慢性疾患の経済的負担は約2,825億円と推計され、うち直接医療費は約2,384億円、間接費は約441億円でした。疾患別にみると、総費用では座りすぎに関連する循環器疾患の負担が大きく、外来医療費では糖尿病、入院医療費では認知症の負担が最も大きいことが明らかになりました。

(3) 研究の波及効果や社会的影響
本研究により、座りすぎは健康への影響にとどまらず、日本においても一定の経済的負担を生じさせていることが示されました。また、座りすぎに関連する慢性疾患による経済的負担は、入院と外来では異なることが示唆されました。外来では糖尿病、入院では認知症による経済的負担が大きかったことから、座りすぎへの対策は、疾患や医療の場面に応じて検討していく必要があると考えられます。
座りすぎを減らすための健康づくり施策や啓発活動を進めることは、慢性疾患の予防だけでなく、将来的な経済的負担の軽減につながる可能性があります。特に高齢化が進む日本では、慢性疾患による医療費の増大が今後も見込まれるため、座位行動の改善を含む予防的な取組の重要性は今後さらに高まると考えられます。

(4) 今後の課題
本研究の課題として、以下の点が挙げられます。本研究で示した経済的負担は、直接医療費には処方薬費や介護サービス費、保険診療外の費用など、間接費には家族介護や欠勤などの社会的負担を十分に含んでいないため、控えめな推計となっており、本来は更なる経済的負担が生じる可能性があります。また、医療費は主病名ベースで集計されているため、高齢者に多い併存疾患の影響も十分には反映できていません。今後は、より妥当性の高い方法で座りすぎを評価し、より包括的な費用推計を行うとともに、座りすぎを減らす介入が慢性疾患の予防だけでなく、医療費の抑制にどの程度つながるのかを検証することが重要です。

(5) 研究者のコメント
■東京都健康長寿医療センター研究所光武誠吾研究員
本研究の結果から、座りすぎは本人の健康を害するだけでなく、日本社会全体においても一定の経済的負担を生じさせていることが示されました。個人が座りすぎない生活を心がけることは重要ですが、それだけでなく、職場や地域で長時間座り続けにくい環境を整えることや健診や保健指導の中に座位行動対策を組み込むなど、社会全体で座りすぎの少ない生活を送れる仕組みを作ることが重要であると考えます。

■早稲田大学スポーツ科学学術院　岡浩一朗教授
本研究は、座りすぎに伴う慢性疾患により生じる経済的負担を推計したアジアで初の研究になります。これまでもイギリス、フランス、フィンランド、カナダ、オーストラリア等の諸外国において同様の研究が行われてきましたが、日本においても座りすぎの経済的負担は無視できない水準であることが分かりました。今回の推計では計上できていない直接医療費・間接費も多く、更に大きな経済的負担が生じるのは明白です。厚生労働省が示した指針「健康づくりのための身体活動・運動ガイド2023」においても、座位行動の悪影響が注目されており、わが国における公衆衛生上の大目標である健康寿命の延伸に関わって、座りすぎ対策に関係した取り組みや制度・政策を立案していく際に有益な情報になることは間違いありません。

(6) 用語解説
※1　公的な全国統計情報等
国が公表している全国規模の統計行政データなどを指します。今回の研究では、座りすぎの割合を把握するために国民健康・栄養調査、医療費を把握するために国民医療費、死亡数を把握するために人口動態統計、さらに賃金や就業率を把握するために賃金構造基本統計調査および労働力調査を組み合わせて、日本全体における座りすぎに関連した慢性疾患による経済的負担を推計しました。

※2　人口寄与割合（PAF: Population Attributable Fraction）
ある要因がなかったと仮定した場合に、その要因に関連して生じている病気が、集団全体でどの程度減少すると考えられるかを示す指標です。本研究では、国民健康・栄養調査から得た座りすぎの有病率と、先行研究で報告された座りすぎに関連する慢性疾患の相対リスクを用いて算出しました。

※3　直接医療費
医療機関での診療などにかかる費用のことです。本研究では、国民医療費のうち、医科診療医療費（保健診療の対象となる診療行為にかかる費用）から外来医療費と入院医療費を推計しました。なお、処方薬や入院時の食事・生活費、訪問看護にかかる費用などは含まれていません。

※4　間接費
病気の治療費そのものではなく、病気によって生じる社会的な経済的損失を費用に換算したものです。今回の研究では、座りすぎに関連する慢性疾患による早期死亡に伴って失われる就労や生産活動の損失を、間接費として推計しました。

(7) 論文情報
雑誌名：Journal of Public Health (Oxford University Press)
論文名：The Economic Costs of Excessive Sedentary Behaviour in Japan
執筆者名（所属機関名）：
光武誠吾（東京都健康長寿医療センター研究所）
柴田愛（筑波大学体育系）
石井香織（早稲田大学スポーツ科学学術院）
Neville Owen（Swinburne University of Technology, Australia）
岡浩一朗（早稲田大学スポーツ科学学術院）

掲載日時（現地時間）：2026年4月24日
掲載日時（日本時間）：2026年4月24日（オンライン掲載）
掲載URL：https://academic.oup.com/jpubhealth/advance-article/doi/10.1093/pubmed/fdag029/8661690
DOI: 10.1093/pubmed/fdag029

(8) 研究助成
研究費名：厚生労働科学研究費補助金（循環器疾患・糖尿病等生活習慣対策総合研究事業）(22FA1004)
研究課題名：健康づくりのための身体活動・運動の実践に影響を及ぼす原因の解明と科学的根拠に基づく対策の推進のためのエビデンス創出
研究代表者名（所属機関名）：澤田亨（早稲田大学）
研究分担者名（所属機関名）：岡浩一朗（早稲田大学）

おしゃれが健康寿命を延ばす　早稲田大学と中央区の文化体験講座

早稲田大学 — Fri, 08 May 2026 10:00:00 +0900

「”おしゃれ”が健康寿命を延ばす」早稲田大学Life Redesign College × 中央区、文化体験で健康寿命延伸を目指す講座を開講
開催趣旨　なぜ今、この取り組みが必要なのか
人生100年時代を迎え、日本では平均寿命の延伸により、誰もが長い高齢期を生きる時代となりました。一方で、平均寿命と健康寿命の差(男性約8年、女性約12年)の差は依然として大きく、いかに自立し、社会と関わりながら暮らしを続けることができるかが重要な社会課題となっています。
早稲田大学 Life Redesign College（LRC）は、地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター研究所および中央区と連携し、化粧・ファッション・音楽・美術・歌舞伎といった文化体験を通じて高齢者の行動変容を促す新しい健康寿命延伸モデルを考える講座を開講します。
本プログラムは、早稲田大学 LRCが提唱する「人生の再設計（Life Redesign）」をテーマに積み重ねてきた知見と、これまでの活動成果を基盤としています。

中央区の先駆的な取り組みと地域連携
本講座は、日本橋に拠点を置く早稲田大学と中央区とが連携して実施する生涯学習講座で、日本橋・中央区エリアがある文化豊かな施設（日本橋三越本店、ヤマハ銀座店、三井記念美術館等）を「学びの場」として活用し、単なる座学ではなく、実際に体験し人と関わることを重視した構成とすることで、高齢者の社会との接点づくりを支援します。

本学の知見と受講生の視点を融合させた「人生再設計」の試み
本プログラムは、早稲田大学LRCが「人生後半の再設計」をテーマに積み重ねてきたものを基盤としています。企画にあたっては、LRCカレッジ生（50歳以上の受講生）がゼミナール等で学んだ人生を再設計する当事者ならではの視点を、大学の知見を通すことで体系化し、中央区や地域の文化施設を結びつけることで具現化いたしました。単なる行政サービスとしての講座にとどまらず、当事者自身の「こうありたい」という願いを実現しようとする共創型の実践のモデルケースとなります。

講座概要
日　程： 5月19日(火)～6月16日(火) 毎週火曜日10:30-12:00（全5回）
場　所：早稲田大学日本橋キャンパス（コレド日本橋5F）および、銀座・日本橋エリアの各施設
受講料： 3,500円（別途入館料 1,000円）
参加者：中央区在住・在勤・在学者および早稲田大学LRCカレッジ生
　
詳細

日程・場所
内容
講師
第1回
5/19(火)
10:30-12:00／
日本橋キャンパス
(実習あり)
毎日がうるおうスキンケアで好感度アップ
藤原佳典：
東京都健康長寿医療センター研究所副所長。高齢者の社会参加・社会貢献や多世代共創の視点からフレイル・認知症研究を推進。本講座では趣旨説明を行う
花王講師：本講座では実習も行う。
第2回
5/26(火)
10:30-12:00／
日本橋キャンパス
本当のパーソナルカラーを学びオシャレの幅を広げよう
日本橋三越本店ストアアテンダント:全館をつなぎトータルでライフスタイル提案を担っている。
近藤紀代子：長年にわたり、日本橋三越本店の店内案内を担当し、通称「女将」と呼ばれている。豊富な知識で、日本橋のお出かけスポットを紹介。
第3回
6/2(火)
10:30-12:00／
ヤマハ銀座店
※現地集合・解散。時間は前後する可能性があります
(楽器体験付き)
まるごと音楽体験を楽しむ

福澤守
ヤマハ銀座店店長。音や音楽の興味の有無に関わらず、幅広い方々に音楽や楽器の楽しさを伝えるための運営を中心に多岐に渡って活躍。
第4回
6/9(火)
10:30-12:00／
三井記念美術館
※現地集合・解散。時間は前後する可能性があります
(鑑賞付き)
美術館を楽しもう

亀井愛
三井記念美術館運営部主任(教育普及) (公財)横浜市芸術文化振興財団勤務を経て、2007年より現職。学芸員と連携し、教育普及事業の企画・実施。地域や教育機関と連携した美術館を拠点とする学びと実践の場づくりに取り組む。
第5回
6/16(火)
10:30-12:00／
日本橋キャンパス
知らざあ言って聞かせやしよう! ~歌舞伎で遊ぶ
金田栄一
歌舞伎座舞台株式会社顧問、元歌舞伎座支配人。1971年松竹入社。歌舞伎座宣伝課長、副支配人、支配人、演劇本部ゼネラルマネジャーを経て2012年から現職。2020年「令和二年度文化庁長官表彰」受賞。
コーディネーター吉田徳久
早稲田大学名誉教授、元早稲田大学大学院環境・エネルギー研究科教授。専門は環境政策。2022年度より早稲田大学LRCにて社会課題解決をテーマとする「Social Issueゼミナール」を担当。

■早稲田大学 Life Redesign College（LRC ）について
LRCは、「人生100年時代における再設計（Life Redesign）」を教育理念とする。50代以上を対象としたプログラムです。知の提供にとどまらず、新たなコミュニティ形成や社会貢献への接続を目的としており、今回の連携講座はその理念を具現化する重要な取り組みです。

量子アルゴリズムを用いて複雑系材料開発を飛躍的に加速

早稲田大学 — Fri, 01 May 2026 14:00:00 +0900

2026年5月1日
早稲田大学
量子アルゴリズムを用いて複雑系材料開発を飛躍的に加速～量子回路学習の適用で高い精度の高エントロピー合金の硬さ予測を実証～

詳細は早稲田大学HPをご覧ください
【発表のポイント】
●量子アルゴリズムの一つである量子回路学習を用いて、複雑系材料の代表格である高エントロピー合金の硬さの推定を行い、従来の機械学習モデルとの比較を行いました。
●量子回路学習は、従来の機械学習モデルと比較して、材料開発で重要となる、少数データによる未知の領域の予測性能が高いことを示しました。
●少数データで高い予測精度を実現する量子回路学習により、今後、複雑な構造を持つ材料の開発スピードが、飛躍的に加速されることが期待されます。
　近年、材料開発においては情報科学を材料開発に活用する「マテリアルズ・インフォマティクス（MI）※1」の活用が進み、機械学習を活用することで従来の材料開発よりも効率化が図られてきました。一方で、新規材料開発における実験データの少なさと原子レベルの複雑性が障壁となり、学習データが少数もしくは無い場合の予測では、予測精度と過学習※2が問題となっていました。
　早稲田大学理工学術院山本知之（やまもとともゆき）教授と富士通株式会社の研究グループは、従来の機械学習が苦手とする「少数データからの未知領域（外挿※3）予測」において、量子回路学習（Quantum Circuit Learning）※4（以下「QCL」という）を用いて高エントロピー合金の硬度予測を検証しました。その結果、QCLは材料開発の予測に高い汎用性と精度を持つことを実証しました。本成果を基にして、複雑な構造を持つ材料の開発が飛躍的に加速されることが期待されます。
　本研究成果は2026年4月20日に「Scientific Reports」に公開されました。

キーワード：
量子回路学習、材料開発、複雑系材料、高エントロピー合金

（１）これまでの研究で分かっていたこと
　近年の材料開発においては、情報科学を材料開発に活用する「マテリアルズ・インフォマティクス（MI）」の活用が進み注目を集めています。その現状と、関連する課題は以下の通りです。

・材料開発における機械学習（MI）の普及:
　従来は研究者の経験や勘に頼って、材料開発の実験を繰り返していましたが、機械学習を用いることで、時間とコストを大幅に削減できるようになりました。線形モデルや決定木、ニューラルネットワークなどの機械学習手法が、材料の性質予測に広く利用されています。

・データの少なさと複雑性の壁:
　材料開発への機械学習の応用における大きな課題は、学習に使える実験データが非常に少ない（数十から数百程度）こと、原子レベルの複雑な相互作用があげられます。このため、例えば、線形モデルを利用した機械学習では複雑な性質を捉えきれず、一方で深層学習などの高度な機械学習の手法は、十分なデータ量がないと精度を向上できないというジレンマがありました。

・未知領域への予測精度の限界:
　既存の機械学習手法のうち、特に決定木やニューラルネットワークなどのモデルは、学習したデータの範囲内では高い精度を出せますが、学習データの範囲外（外挿領域）やデータの少ない未知の領域での予測（適用領域※5外）では、予測精度の著しい低下や、過学習に陥りやすいことが知られていました。

（２）新たに実現しようとしたこと、明らかになったこと
　本研究では、上記の課題を克服するために、量子コンピュータの原理を応用した「量子回路学習（QCL）」という新しい手法を複雑系材料開発に用いて、その有効性を検証しました。
　具体的には、実験データが極めて少ない（数十〜数百件程度）上に、5種類以上の原子がランダムに配置し、原子レベルの複雑な相互作用（カクテル効果※6）を持つ「高エントロピー合金（High Entropy Alloy: HEA）」※7（図１）の特性予測に対して、QCLの有効性を検証しました。従来の機械学習では、データの少なさゆえに、未知の領域での予測精度の低下や、過学習が生じるという課題に対して、量子コンピュータの原理（重ね合わせやもつれ）を活用したQCLを用いることで、少ないデータでも原子レベルの複雑な相互作用を捉え、未知の材料設計に役立つモデルの構築を目指しました。
　本研究で新たに開発・適用した、量子コンピュータの原理を応用した量子回路学習（QCL）の手法の特長は以下の通りです。

・量子・古典ハイブリッドアルゴリズム:
　現在の「ノイズあり中規模量子（NISQ）」※8デバイスでも動作するように設計されており、量子回路による計算と古典コンピュータによる最適化を組み合わせて学習を行います。

・高い表現力と過学習の抑制:
　量子ビット数に対して指数関数的に大きな基底関数を扱うことができるため、非常に高い表現力を持ちます。同時に、量子計算特有の制約（ユニタリ性）により、データが少なくても過学習が起きにくいと考えられます。

・特徴量の選定:
　材料開発の汎用性を高めるため、結晶構造データを使わず、原子の混合エントロピーやエンタルピーなど、化学組成から計算できる24種類の数値を主成分分析で10次元に圧縮して入力に使用しています。
　このQCLによる新手法と、従来の線形・非線形モデルとで、力学的特性の代表的な指標であるビッカース硬さ※9の予測結果を比較した結果より、従来の機械学習では困難だった「未知の領域の予測」を、少ない実験データからでも従来の機械学習モデルよりも高精度に予測できることが明らかになりました。具体的に明らかになった点は以下の通りです。

・外挿予測に強い:
　学習データの範囲を超えた高い硬度を持つ材料の予測（外挿）において、QCLは最もエラーが小さく、優れた予測性能を示しました。

・汎用性の高さ:
データの密度が低い領域（適用領域外）でも精度が落ちにくく、過学習を抑制しながら複雑な性質を表現できることが確認されました。

・少データへの適応:
　データ数がわずか100件程度であっても、実用的な精度で予測が可能であることが示されました。
本研究により、QCLは新しい材料を開発する初期段階の強力なツールになり得る可能性を示しました。

図１．高エントロピー合金

（３）研究の波及効果や社会的影響
本研究の成果がもたらす波及効果や社会的影響として、以下の3点が挙げられます。

1. 新材料開発の劇的なスピードアップとコスト削減
　従来、新しい材料の開発は研究者の経験と勘に頼り、膨大な時間と費用をかけて実験を繰り返す必要がありましたが、その問題を解決するために機械学習が用いられるようになってきました。しかしながら、新材料開発においては少数のデータから予測することが要求され従来の機械学習の手法では十分な精度で予測を行うことが困難でした。本研究で示された量子回路学習（QCL）は、わずか100件程度の少ない実験データからでも、未知の材料の性質を高精度に予測できることが、複雑系材料の代表格である高エントロピー合金の物性予測を通して確認されました。これにより、開発の初期段階から効率的に材料設計できるようになり、次世代材料が世に出るまでの期間を大幅に短縮することが期待されます。

2. 極限環境を支える「超高性能材料」の実現
　研究対象となった高エントロピー合金（HEA）は、従来の合金では到達できなかった硬さや強度を持つ、非常に高いポテンシャルを秘めた材料です。この技術によって設計された高性能材料は、航空宇宙産業のエンジン部品、次世代の原子炉、過酷な環境にある化学プラントなど、エネルギーやインフラの安全性を支える重要な基盤として期待されています。

3. 量子コンピュータの実用化に向けた大きな一歩
　現在の量子コンピュータは「NISQ（ノイズあり中規模量子）」と呼ばれる、まだ発展途上の量子コンピュータの時代です。本研究は、この未完成な量子デバイスを古典コンピュータと組み合わせることで、材料開発という実社会の重要な課題に役立てられることを証明しました。これは、量子技術が単なる理論に留まらず、産業を大きく変える「パラダイムシフト」を引き起こす可能性を具体的に示した成果といえます。

（４）課題、今後の展望
　本研究では、量子回路学習（QCL）が複雑な構造を持つ高エントロピー合金（HEA）の物性予測に有効であることを示しましたが、実用化に向けて、以下の課題を解決する必要があります。

・計算時間の短縮:
　現状、古典コンピュータ上で量子計算をシミュレートしてQCLを行うには、非常に長い計算時間が必要です。実用化に向けては、量子コンピュータの実用化やアルゴリズムの改良による更なる計算時間短縮が必要です。

・量子実機での検証と性能向上:
　本研究の結果を踏まえ、実際の量子デバイス（実機）においてQCLの利点をさらに検証し、その優位性を実証し続ける必要があります。

・他の複雑系材料への適応:
　QCLの利点を最大限に活かすために、他の複雑な材料開発の現場に適用できることを実証していくことが求められます。

　これらの課題を克服することで、限られた実験データからでも未知の優れた材料を発掘できる、より効率的な材料開発手法の確立が期待されています。

（５）研究者のコメント
　機械学習は様々な分野において応用が進められていますが、材料開発においては、材料物性が作製プロセスに大きく依存するため、学習に必要な“良質な”データベースが少なく、また従来の性能を超えた材料を見出すという点が課題となっており、機械学習が効果を十分に発揮するところまでは到達できていないのが現状です。QCLがそのような問題を解決する可能性を持った手法であり、今回、量子コンピュータの実用化が進めば材料開発が画期的に変わっていく未来が想像できる結果を得ることができました。

（６）用語解説
※1　マテリアルズ・インフォマティクス (MI)
機械学習などの情報科学の力を使って、新しい材料を効率よく見つける手法のこと。

※2　過学習 (Overfitting)
学習データを機械学習で学習しすぎて、ある特定のデータにのみ過剰に適合し、新しい問題（未知のデータ）に対して高い予測精度を出せなくなること。

※3　外挿 (Extrapolation)
すでに分かっているデータの「範囲の外側」にある、未知の結果を予測することです。新しい材料探索において、今までの限界を超える性能を予測するために非常に重要な要素なります。

※4　量子回路学習 (QCL: Quantum Circuit Learning)
量子アルゴリズムの一種で、量子ビットの重ね合わせや量子もつれをリソースとして利用し、回路内のパラメータを調整して特定の関数を近似する、最新の機械学習手法です。

※5　適用領域 (AD: Applicability Domain)
機械学習で正確に予測できるデータの範囲のこと。この範囲から外れると、普通の機械学習では予測を外しやすくなります。

※6　カクテル効果
色々な種類の元素が混ざり合うことで、それぞれの性質が組み合わさり、単独では出せない驚くような性能が発揮される現象のこと。

※7　高エントロピー合金 (HEA: High Entropy Alloy)
5種類以上の金属をほぼ同じ割合で混ぜ合わせた新しいタイプの合金。従来の合金（主成分元素に他の元素を混ぜるなど）とは異なり、複雑に混ざり合うことで、これまでにない優れた性質（非常に硬い、熱に強いなど）を持つ物質があります。

※8　NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum) デバイス
開発が進んでいる「まだ少しエラー（ノイズ）が出やすい、中くらいのサイズの量子コンピュータ」のこと。本研究は、本性能のコンピュータでも役立つ技術を目指しています。

※9　ビッカース硬さ (Vickers hardness)
材料がどれくらい硬いかを表す数値です。ダイヤモンドの先端を材料に押し付けて、できた凹みの大きさで測ります。

（７）論文情報
雑誌名：Scientific Reports
論文名：Efficient Quantum Algorithm for the Design of Complex Materials: Quantum Circuit Learning
執筆者名（所属機関名）：大崎颯太（早稲田大学基幹理工学研究科），星谷和紀（同），中村誠（富士通株式会社），木村浩一（同），山本知之*（早稲田大学基幹理工学研究科）
掲載日時：2026年4月20日
掲載URL：https://www.nature.com/articles/s41598-026-43584-8
DOI：https://doi.org/10.1038/s41598-026-43584-8
*：責任著者

酸素欠損を持つ岩塩型TiO・VOで4s電子を発見

早稲田大学 — Thu, 30 Apr 2026 15:00:00 +0900

2026年4月30日
早稲田大学
大阪公立大学
酸素欠損を持つ岩塩型TiO・VOで4s電子を発見～モット絶縁体が金属化する新機構～
詳細は早稲田大学HPをご覧ください
【発表のポイント】
●酸素欠損を持つ岩塩型TiO・VOで酸素欠陥の周囲に遷移金属の4s電子が存在することを発見しました。
●モットハバード型モット絶縁体※1,2である筈のTiO・VOの3d電子の一部が4s軌道に移動することで金属化する機構を解明しました。
●遷移金属4s軌道が遷移金属酸化物の物理的・化学的性質を制御する新しい自由度と成り得ることを提示しました。
　早稲田大学理工学術院の溝川貴司（みぞかわたかし）教授、勝藤拓郎（かつふじたくろう）教授、三吉野節（みよしのたかし）修士課程学生（現NEDO職員）、東京都立大学武上大介（たけがみだいすけ）特任助教（研究当時：早稲田大学理工学術院リサーチフェロー）、ドイツのマックスプランク固体化学物理学研究所のL. H. Tjeng教授、大阪公立大学大学院工学研究科の播木敦（はりきあつし）准教授らの研究チームは、酸素欠損を持つ岩塩型構造のTiＯ(チタン酸化物)、VＯ(バナジウム酸化物)を高輝度放射光を用いた硬Ｘ線光電子分光※3,4で観測することによって、酸素欠陥の周囲に形成されたTi 4s軌道およびV 4s軌道に、電子が収容されていることを発見いたしました。
　本成果は2026年4月18日にアメリカ化学会が発刊する「Journal of the American Chemical Society」誌に掲載されました。

キーワード：
遷移金属酸化物、酸素欠損、遷移金属4s軌道、モット絶縁体、硬X線光電子分光

（１）これまでの研究で分かっていたこと
原子では3d軌道よりも4s軌道の方が低エネルギーであることから、原子番号19番のKと20番の Caで4s軌道に最外殻電子が収容され、原子の周期律ができます。21番のScから29番のCuまでは、3d軌道に電子が収容されていく遷移金属元素となります。
一方、酸素イオンが遷移金属に配位する酸化物中では、図１(a)に示すように、遷移金属4s軌道は酸素2p軌道とより強く混成することで大きくエネルギーが上昇する一方、3d軌道はそれほど上昇しません。そのため、酸化物中でイオンとなった遷移金属では、3d軌道より先に4s軌道から電子が抜けます。通常の遷移金属酸化物では、遷移金属4s電子は存在せず、遷移金属3d電子が物理的・化学的性質を決定しています。このような遷移金属酸化物(d電子系と呼称されることもあります)は、磁性や超伝導など多彩な物性を示すとともに様々な触媒機能を示すことから盛んに研究されています。

図１：(a)原子での遷移金属3d軌道、4s軌道と酸素2p軌道のエネルギー準位が、酸化物中において軌道間の混成によって変化する様子、(b)酸素欠損がある遷移金属酸化物中で、遷移金属3d軌道の低エネルギー側に4s軌道が出現する様子

（２）新たに実現しようとしたこと、明らかになったこと
早稲田大学理工学術院の勝藤拓郎教授の研究グループは酸素欠損を持つ岩塩型TiOとVOの単結晶育成に成功し、その電子物性の研究を進めています。TiO、VOは3d軌道にそれぞれ2個、3個の電子を持ち、モットハバード型モット絶縁体になると予想されますが、実際は金属的な性質を示します。
その理由を解明するために、早稲田大学理工学術院の溝川貴司教授とマックスプランク固体化学研究所のL. H. Tjeng教授の共同研究チームは、高輝度放射光施設SPring8に設置された台湾の国家同歩輻射研究中心(NSRRC)の硬Ｘ線光電子分光装置を用いて電子構造の計測を行いました。その結果、図１(b)に模式的に示すように、酸素2p軌道と混成しにくくなった遷移金属4s軌道が3d軌道の低エネルギー側に出現し、電子を受け入れていることが明らかになりました。以下に、計測結果とその解釈について説明いたします。

図２：(a)TiOx(x=0.93、1.06、1.10、1.28)の硬X線光電子分光、(b)VOx(x=1.00、1.15、1.30の硬X線光電子分光、 (c)酸素欠損を持つTi27O26のLDA計算による状態密度、(d) 酸素欠損を持つV27O26のLDA計算による状態密度、(e)TiOのLDA+U計算による状態密度、(f)VOのLDA+U計算による状態密度

酸素欠損と金属欠損が共存する岩塩型TiOxとVOxの硬Ｘ線光電子分光(HAXPES)を計測したところ、図２(a)と(b)に示すように、フェルミ準位(図中のBinding Energyのゼロ)の近くに２つのピークαとβが観測されました。硬Ｘ線の偏光ベクトルと光電子の放出方向が平行な場合(Horizontal)と垂直な場合(Vertical)で3d軌道と4s軌道のイオン化断面積が異なることから、αが3d軌道、βが4s軌道に由来することが分かります。
この観測結果を理論的にサポートするために、酸素欠損を含むTi27O26およびV27O26での電子のエネルギー分布を、密度汎関数法の局所密度近似(LDA)計算を行ったところ、酸素欠損の周囲にTi 4sあるいは V 4s軌道に由来する分子軌道が形成され、そのエネルギーがちょうどβの位置に相当するという結果が得られました（図２の(c)と(d)）。これらの実験と理論計算から、酸素欠損を持つ岩塩型TiOxとVOxでは、酸素欠損の周囲にTi 4s、V 4s電子が存在することが明らかとなりました。さらに、酸素欠損を持たない仮想的なTiOとVOにおいて3d電子間のクーロン斥力を考慮したLDA+U計算を行ったところ、モットハバード型モット絶縁体になることが分かりました（図２の(e)と(f)）。
このことから、酸素欠損を持つ実際のTiOx（ｘ=1.00）とVOx（ｘ=1.00）では、理想的にはモットハバード型モット絶縁体である筈のところ、3d電子の一部が4s軌道に移動することでモット絶縁体の前提条件が満たされなくなり、金属化する機構が示唆されました。

（３）研究の波及効果や社会的影響
本研究は、遷移金属4s軌道が遷移金属酸化物の物理的・化学的性質を制御する新しい自由度と成り得ることを示しています。本研究を契機として、将来、遷移金属4s電子を活かした遷移金属酸化物触媒が脱炭素社会の実現に貢献する可能性があります。

（４）課題、今後の展望
多岐にわたる遷移金属酸化物の中で、今回の研究では岩塩型TiOとVOについて酸素欠損に由来するTi 4s、V 4s電子が初めて発見されました。その他の遷移金属酸化物においても遷移金属4s電子が存在する場合があるかどうか探索することが今後の課題です。遷移金属4s電子を利用する物性制御や化学活性制御が実現されれば、これまでにない材料を開発できる可能性が高まると期待されます。

（５）研究者のコメント
遷移金属酸化物は多彩な性質を示し、物理学、化学、材料科学などの幅広い分野で盛んに研究されています。一方で、ある分野での素晴らしい発見が別の分野で活かされていないケースがよくあります。今回の研究では、TiOとVOについて物理学と化学にまたがる新しい知見が得られました。今後も遷移金属を含む様々な物質の電子状態を解明することで、異分野間をつなぐ研究を行っていきたいと考えています。

（６）用語解説
※1　モット絶縁体
構成原子あたりの電子数が奇数個の結晶において、電子間クーロン斥力によって、ある原子の電子が隣の原子に移動することができず絶縁体となったものがモット絶縁体とよばれる。また、奇数個ではなく偶数個の場合でも電子間クーロン斥力が主因で絶縁体になっているものはモット絶縁体とよばれる場合が多い。このとき、電子を移動するためのエネルギー（モットギャップ）は電子間クーロン斥力の大きさで決定される。

※2　モットハバード型モット絶縁体
モット絶縁体になる遷移金属酸化物のうち、ある遷移金属の3d軌道から隣の遷移金属の3d軌道に電子が移動するエネルギーがモットギャップを決める場合をモットハバード型モット絶縁体とよぶ。一方、酸素2p軌道から隣の遷移金属の3d軌道に電子が移動するエネルギーがモットギャップを決める場合は電荷移動型とよばれ、電荷移動型に比べてモットハバード型モット絶縁体は稀である。

※3　光電子分光
あるエネルギーの光子を原子や固体に照射すると、束縛されていた電子が光電効果によって励起され、光電子として放出される。この光電子数の運動エネルギー分布を計測し、運動エネルギーから光子のエネルギーを差し引くことで、束縛されていた電子数のエネルギー分布を計測する実験手法である。

※4　硬X線光電子分光
励起光として硬Ｘ線を利用する光電子分光。固体に適用する場合、光電子の運動エネルギーが大きいことから、固体内部から放出された電子のエネルギー分布が得られる。

（７）論文情報
雑誌名：Journal of the American Chemical Society
論文名：4s molecular orbitals and strongly correlated 3d states in TiOx and VOx
執筆者名（所属機関名）：Daisuke Takegami(東京都立大学), Anna Melendez-Sans(マックスプランク固体化学物理学研究所), Takashi Miyoshino(早稲田大学), Ryo Nakamura(早稲田大学), Miguel Ferreira-Carvalho(マックスプランク固体化学物理学研究所), Georg Poelchen(Max Planck固体化学研究所), Chun-Fu Chang(マックスプランク固体化学物理学研究所), Masato Yoshimura(国家同歩輻射研究中心), Ku-Ding Tsuei(国家同歩輻射研究中心), Haruka Matsumoto(早稲田大学), Asuka Yanagida(早稲田大学), Ryota Yoshimura(早稲田大学), Suguru Yano(早稲田大学), Takumi Iwata(早稲田大学), Takuro Katsufuji(早稲田大学), Atsushi Hariki(大阪公立大学), Liu-Hao Tjeng(マックスプランク固体化学物理学研究所), Takashi Mizokawa(早稲田大学)
掲載日時：2026年4月18日
掲載URL：
https://acs.figshare.com/articles/journal_contribution/4s_Molecular_Orbitals_and_Strongly_Correlated_3d_States_in_TiO_sub_x_sub_and_VO_sub_x_sub_/32046359?file=63829892
DOI：https://doi.org/10.1021/jacs.5c22806.s001

（８）研究助成
研究費名：日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究（B）
課題番号：22H01172
研究課題名：複合自由度に由来する新規磁気伝導物質の探索と新規物性
研究代表者名（所属機関名）：勝藤　拓郎（早稲田大学）

研究費名：日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究（B）
課題番号：25K00961
研究課題名：量子埋め込み理論と統合X線分光データの融合による強相関物性解析法
研究代表者名（所属機関名）：播木敦（大阪公立大学）

研究費名：Walter Benjamin プログラム
課題番号：521584902
研究課題名：Systematic HAXPES study of transition metal/Pb/Bi-based energy materials
研究代表者名（所属機関名）：武上　大介（東京都立大学）

2026年米式蹴球部ユニフォームスポンサー決定

早稲田大学 — Wed, 29 Apr 2026 10:38:38 +0900

2026年米式蹴球部ユニフォームスポンサー
　「メガテック」「小島プレス工業」「ファーストパートナーズ」に決定

早稲田大学競技スポーツセンター（東京都新宿区、所長:石井昌幸）は、本学米式蹴球部（アメリカンフットボール）（愛称：BIG BEARS）のユニフォームにロゴを掲示する2026年度のスポンサーとして、「株式会社メガテック」様と「小島プレス工業株式会社」様、「株式会社ファーストパートナーズ」様の3社からご支援いただくことになりましたことをお知らせ致します。
関東学生アメリカンフットボール連盟では2021年度より、歴史上初めてユニフォームへのスポンサーロゴ提示が認められ、米式蹴球部は2021年度から同連盟主催の公式戦でスポンサーロゴ入りユニフォームを着用しています。

2026年度シーズンユニフォームスポンサー株式会社メガテック（ユニフォーム右胸）名称：株式会社メガテック
代表者：代表取締役社長長尾康平本社
所在地：千葉県千葉市中央区問屋町1-35　千葉ポートサイドタワー26F
事業内容：製鉄所内における築炉工事および設備補修保全工事、鉄鋼製品卸売、鉄鋼製品製造請負
公式HP：https://www.megatech.jp/

小島プレス工業株式会社（ユニフォーム左胸）名称：小島プレス工業株式会社
代表者：代表取締役社長小島栄二
本社所在地：愛知県豊田市下市場町3丁目30番地
事業内容：自動車用樹脂製内装部品・金属プレス部品等の製造
公式HP：https://www.kojima-tns.co.jp/

株式会社ファーストパートナーズ（ユニフォーム左袖）名称：株式会社ファーストパートナーズ
代表者：代表取締役中尾剛
本社所在地：東京都港区赤坂3丁目11番3号　赤坂中川ビルディング4階
事業内容：金融商品仲介業（関東財務局長（金仲）第800号）、富裕層向け資産運用アドバイザリー
公式HP：https://f-p.jp/

スポンサーロゴ表示が対象となる試合 ①関東学生アメリカンフットボール連盟（以下「KCFA」といいます）主催秋季公式戦
②その他米式蹴球部が認める試合

早稲田大学米式蹴球部「BIG BEARS」について日本のアメリカンフットボールの歴史は1934年が起源となっており、同年に創部した本学米式蹴球部は、日本最古のアメリカンフットボールチームの一つとなります。1983年からは本学創設者である大隈重信のオオクマ（大熊）にちなんで「BIG BEARS」の愛称で活動しております。
「甲子園ボウル」（※）には2002年に初出場。以来通算7度出場を果たすも優勝は叶わず、悲願の日本一達成を目指して日々、練習に取り組んでおります。
（※）2008年度までは東西大学王座決定戦、2009年度から全日本大学選手権の決勝戦を指す。

早稲田大学米式蹴球部創部：1934年
監督：荒木延祥
主将：長内一航（文化構想学部）
部員：182名（2025年3月）
OB・OG：約1,700名

監督・選手コメント荒木延祥監督
本年度より監督を務めます、荒木延祥です。
平素よりご支援いただいておりますスポンサー企業の皆様に、心より感謝申し上げます。
日本一を目指す過程において、競技力の強化にとどまらず、社会で活躍できる人材の育成にも力を注いでまいります。スポンサー企業の皆様のご期待にお応えし、社会に貢献できる組織であり続けられるよう尽力いたします。

長内一航主将
2026年度主将を務めます、4年RBの長内一航です。
日頃より多大なるご支援を賜り、部員一同、心より御礼申し上げます。
スポンサー企業の皆様のご期待にお応えできるよう、競技力の向上はもちろん、人間的成長にも真摯に向き合い、甲子園ボウル優勝を目標に日々精進してまいります。

公式HP：https://www.bigbears.org/
公式X（旧Twitter）：https://twitter.com/wasedafootball