科学研究 - 【先驱科研人】在师生关系密切的高专，肩负起研究和教育的责任

水户慎一郎
东京工业高等专科学校电子工学科副教授
出生于广岛。2011年毕业于丰桥技术科学大学研究生院工学研究科电气·电子信息工程学专业博士后期课程。博士（工学）。先后历任亚利桑那大学College of Optical Sciences客座研究员、丰桥技术科学大学高专协作推进中心协作副教授等，2017年起任现职。2018年～2019年、2021～2022年二次成为A-STEP项目研究员。

Q1. 请您回顾一下学生时代
A1. 从小学开始就喜欢动手做东西
　　曾在机器人竞赛社团埋头制作到深夜

我从小学就开始喜欢做东西，经常自制木玩具给自己玩。对“哆啦A梦”和“奇天烈大百科”等动画中出现的道具里面的机关总是充满好奇，总是幻想自己将来也要制作出这样有趣的装置。

中学毕业后，我升入广岛商船高等专科学校（以下简称“高专”），并加入了机器人竞赛社团。为了准备机器人大赛，常常埋头干到深夜。从中获得的历练和技能，对后来参加A-STEP项目也颇有助益。

获得博士学位之后，正在思考让自身所学能有用武之地的时候，大学时代的指导老师给我介绍了现在的工作。我相信自己充分理解高专的优势，而且认为高专的师生关系比大学更为紧密，这样的环境更能激发自己的研究，因此就欣然接受了这份工作。

Q2. 请教一下在高专的研究工作
A2. 随机数生成和IoT设备的开发
　　与当地企业合作，面向社会推广应用

在信息安全的世界里，为了使信息在流通过程中不被外部读取到数据，需要使用“随机数”。但是，近年来信息量呈爆炸式增长，今后还需要更大量的随机数。为了解决随机数不足的问题，我想到了自己参与的磁光学和光调制器等研究或许可以用来解决问题。

以图像传感器作为噪声源最核心部分的随机数生成器，不仅成本低尺寸小，还可以提供大量的随机数。

想要生成随机数，需要一个引发物理现象的“噪声源”。在智能手机等设备上所使用的图像传感器，不仅可以利用小型零件将大量的模拟数据实现高速数字转换，而且由于它的应用已经广泛普及，所以可以低价买到。于是，我们在世界上首次提出了将磁性工程材料与图像传感器相结合的“量子物理随机数生成器”。我们现在的目标是研发出一个USB存储器大小、生成能力相当于现在100倍的每秒1Gbit（1G为10亿）生成器。

与此同时，我们还在大力推进产学合作。由毕业于东京高专的校友做社长和员工的当地中小企业，有从事树脂注塑成型业务的，我们开始的时候商谈委托他们制作研究室开发的传感器盖，后来双方情投意合决定共同开发监测工厂电力使用量的新传感器。在A-STEP项目的支持下，由高专负责设备的提案和开发，由企业负责批量生产和产品支持，双方在各自擅长的领域发挥了优势。企业方面也通过开发获得了相关的经验技术，拓宽了业务范围，促使双方构建起了互利共赢的合作关系。该传感器现在已经应用于诸多企业。除此之外，我们还在从事利用AI技术推定二氧化碳浓度的设备，以及狩猎陷阱监测系统的开发等工作。

Q3. 对未来想从事科研工作的人有什么想说的
A3. 克服失败的过程也是成果
　　让我们成为享受研究过程的人

在研发过程中，我和学生们经历过无数的烦恼和痛苦，也曾经有过在一道工序上不断推倒反复重来的时候。我的感受是，无论是“进展顺利”抑或是“彻底失败”，这两种结果都会成为自己成长的动力之源，因为克服失败的过程其实也是我们在研究之路上获得的成果之一。