芝浦工業大学らの研究チームが「四位一体レーザー」による面的能動空間の創出へ

四位一体レーザーによる面的能動空間の創出は、科学技術振興機構(JST)の戦略的研究推進事業「CRONOS」の中尾領域に採択された。

研究開発の概要

本プロジェクトは、芝浦工業大学工学部の新熊亮一教授を中心とする研究チームが、慶應義塾大学理工学部の吉岡健太郎准教授らと共同で提案したものです。単一のレーザー光源で測位、通信、給電、描画の4機能をマイクロ秒単位で動的に切り替える技術を開発し、次世代の産業・都市インフラの革新を目指します。
研究開発課題名：四位一体レーザーによる面的能動空間の創出
採択領域：JST CRONOS(GC01：サイバーインフラ・アーキテクチャの革新)
研究開発代表者：新熊亮一(芝浦工業大学工学部教授)
主たる共同研究者：吉岡健太郎(慶應義塾大学理工学部准教授)
研究期間：2026年10月〜2032年3月(5.5年間)
研究費：最大1億7,400万円(直接経費総額)
主要参画・協力機関：芝浦工業大学、慶應義塾大学、埼玉大学、東京科学大学

四位一体レーザーの技術的特徴

従来の工場の自動化では、LiDAR、無線通信、危険通知、給電といった各機能に対して個別の装置を導入する必要があり、地盤掘削や支柱工事などのコストと物理的制約が導入の障壁となっていました。本研究では、1つのレーザーノードがこれら4機能を統合的に担うことで、施工コストと物理的制限を排除します。
また、500ノード規模の制御に伴うレーザーの発熱問題や膨大な組み合わせ最適化問題に対し、量子クラウドによる大域的最適化と、エッジでのリアルタイム深層強化学習を階層的に連携させることで、高度な空間制御を実現します。※JST CRONOS(情報通信科学・イノベーション基盤創出)は、Society 5.0以降の未来社会を見据え、革新的な情報通信技術の創出と高度研究人材の育成を目指す、JSTによる戦略的研究推進事業。

今後の展望と人材育成

研究期間中には、実際の製造業の工場で取得された大規模データを活用した実証を進めます。将来的には、国内外の工業都市における次世代都市インフラOSとしての展開を見据えています。あわせて、物理現象から量子計算、社会実装までをデザインできる「空間アーキテクト」人材(博士課程学生等14名)の育成にも注力します。

まとめ

芝浦工業大学らは、JSTの支援を受けて四位一体レーザー技術を開発し、500ノード規模の面的能動空間を創出することで、次世代の産業・都市インフラの課題解決と専門人材の育成に取り組みます。