超成熟社会創造・創発オープン研究センター

■当該年度事業計画に対する実施内容、および研究成果と達成度

2023年度に推進した研究について述べる

1. オープン研究センターの開所
   「慶應義塾未来光ネットワークオープン研究センター」は、新川崎タウンキャンパスに開所した（2023年4月1日）、物理的な設備も有するセンターである。本センターは世界で初めて空孔コアファイバ（Hollow Core Fiber）を米国の研究所と共同でキャンパス内に敷設した（未公開）。本光ファイバーは光が伝播する部分（コア）を従来ぼガラスではなく、空気にした新構造である。そのため、従来の1000倍のエネルギー（波長数も）を入れることができ、極めて良い線形性を有している。さらに、Local5Gを始めとする次世代の装置類を入れて、企業や大学の研究者のオープンラボ（2023年は国内のみ）として開所した
2. 人材育成
   本センターでは多くの企業研究者や他大学ぼ研究者がおり、その中で大学院の学生がOJTを行っている。今後、グローバルコラボレーションを展開する

■公刊論文数（件数と主たる公刊誌名）、学会発表件数（国内・国際）、イベントなど社会貢献の実績（年月日、場所）

論文数：2件
［主たる論文］

• ""Pod allocation algorithms to handle time-varying numbers of applications occurrence on the access-metro edge computing,"" K. Muramatsu, Y. Uematsu, S. Okamoto and N. Yamanaka, in IEICE Communications Express, doi: 10.23919/comex.2023XBL0146. 2023 年12 月7 日掲載決定．Impact Factor (2022): 0.3.

国際会議件数：5件
［主たる発表］

• ""Time-space synchronized digital twin application for URLLC using newly structured Hollow-Core Fiber and its open innovation field"", Naoaki Yamanaka, International Conference on Computing, Networking and Communications (ICNC 2024), February 2024
• ""Edge computing that utilizes in-network CPUs to achieve high capacity and interruption tolerance with fewer edge servers"", Koki Muramatsu, Yoshihiko Uematsu, Satoru Okamoto and Naoaki Yamanaka, International Conference on Computing, Networking and Communications (ICNC 2024), February 2024

国内研究会件数：6件
［主たる発表］

• ［招待講演］光ネットワークの未来を目指して ～ PNと歩んだ２０年と慶應未来光ネットワークオープン研究センター ～、山中直明、電子情報通信学会 フォトニックネットワーク研究会、2024年3月

■センター活動を通じて特に成果を挙げた事柄

本センターは2件の報道発表を行った

1. アラクサラネットワークス株式会社と共同で行ったフレキシブルデバイスを用いた高度ネットワーク監視技術。これは、次世代のセキュアで安全なネットワークの根幹となっている
2. 世界初の空孔コアファイバーによるキャンパスおよびセンターの開所。また、それに伴う8件以上のマスコミによる報道成果

■当該年度事業計画に対する実施内容、および研究成果と達成度

2022年度に加速した研究について述べる
（1）グローバル活動
IOWN（Innovative Optical and Wireless Network）コンソーシアムのグローバルフォーラムメンバー(アカデミア・リサーチ）として活動をすると同時に慶應として米国UTDと一緒にSC2022で公開実験を行った。これは、国内6社、海外8社との共同オペレーションである。
（2）合同ワークショップと慶應テクノモールへの貢献
今年度は、残念ながら共同のワークショップは開催されなかった。しかし、けいはんなオープンラボ（総務省主催）およびPhotonic Internet Labを通じて、共同主催の国際ワークショップ（iPOP2022）開催した。また、慶應義塾のテクノモールに関しては、さらに積極的に取り組み、スマート社会創造に貢献した。
（3）人材育成
昨年に引き続き、2名の企業の研究者をダブルアポイントメントとして招聘し、大学院の修士及び博士の指導を行なっている。この取り組みは博士等の副主査にPhDを持った企業の方に参加していただくことにより、複数の視点から学生を指導するものである。繰り返しではあるが、大学院指導資格、博士指導資格を理工学研究科より付与し、教育への貢献を行なっている。また、スーパーグローバル活動を利用し、米国教授に博士の指導をいただく等、グローバル人材育成にも取り組んでいる。

論文数：3件
［主たる論文］
Masaki MURAKAMI, Takashi KURIMOTO, Satoru OKAMOTO, Naoaki YAMANAKA and Takayuki MURANAKA, "Networking Experiment of Domain-specific Networking Platform Based on Optically Interconnected Reconfigurable Communication Processors". IEICE Transactions on Communications (to be appeared)
Kyosuke Sugiura, Masaki Murakami, Yoshihiko Uematsu, Satoru Okamoto, Naoaki Yamanaka, "Lane alignment characteristics in massively parallel Ethernet-based transmission systems," IEICE Communications Express (ComEx), Vol. 11, No. 2, pp. 80-85, February 2022.

国際会議件数：4件
［主たる発表］
Naoaki Yamanaka, "Beyond 5G Network Architecture and its state-of-the-art Research for Access Network". International Conference on Education Technology and Computers (ICETC 2022), November 2022
Masaki Murakami, Yoshihiko Uematsu, Satoru Okamoto, Naoaki Yamanaka, Daiki Soma, Shohei Beppu, Noboru Yoshikane, Takehiro Tsuritani, Takahiro Kodama, Masahiko Jinno, "Experiment of Nationwide Multi-Route Skew Cancelling for Dynamic Mapping of MAC Signals over SDM/WDM Network Testbed". OECC/PSC 2022 - 27th OptoElectronics and Communications Conference/International Conference on Photonics in Switching and Computing 2022, July 2022

国内研究会件数：9件

■センター活動を通じて特に成果を挙げた事柄
昨年も書いたが、グローバルには、IOWNグローバルフォーラムの活動開始。IOWNグローバルフォーラムは、本センターとほぼ同じ目標を持っているとも言え、連携の効果は大きい。インテル、Sony、NTTがファウンダであり、26のスポンサー51のメンバー10のアカデミックリサーチメンバーが入会しており、慶應義塾はアカデミアとしての会員は、全世界で2校目である。なかなか進められていないが、慶應のアクティビティをIOWNの中で進めており、連携成果を2023年になるが、6月にグローバルで公開実施を企画している。

■当該年度事業計画に対する実施内容、および研究成果と達成度

2021年度に加速した研究について述べる
（1）グローバル活動
IOWN (Innovative Optical and Wireless Network)コンソーシアムのグローバルフォーラムメンバー(アカデミア・リサーチ）として活動を開始した。新しい産学連携を中心としてスタートしている。
（2）合同ワークショップと慶應テクノモールへの貢献
NTT研究所の多くのメンバーに本オープン研究センターのアクティビティを紹介し、連携するための合同ワークショップ（オンライン型）を2022年1月20日に行なった（9月からの延期）。2021年9月28日にデジタルの日記念イベント、慶應プレテクノモール第一回では、Beyond5Gに関する慶應の戦略を企業にアピールした。
（3）人材育成
昨年に引き続き、2名の企業の研究者をダブルアポイントメントとして招聘し、大学院の博士の指導を行なっている。この取り組みは博士等の副主査にPhDを持った企業の方に参加していただくことにより、複数の視点から学生を指導するものである。繰り返しではあるが、大学院指導資格、博士指導資格を理工学研究科より付与し、教育への貢献を行なっている。

論文数：10件
［主たる論文］
Future Vison of Beyond 5G Network - Overview of Architecture and Breakthrough Technologies for 2030 -, Naoaki Yamanaka, Mitsuhiro Nishimura, Masaki Ishiguro, Yoshikatsu Okazaki, Tetsuya Kawanishi, Takehiro Tsuritan, Akihiro Nakao, Hiroaki Harai, Toshihiko Hirooka, Hideaki Furukawa, Masanori Miyazawa, Naokatsu Yamamoto, Shuichi Yoshino, IEICE Transactions on Communications (Japanese Edition), Vol.J104-B, No.3, pp.315-336 [March/2021]

Assessing service survivability under failure conditions in reliable multipath network testbed, Ryota Kawase, Taichi Okumura, Masaki Murakami, Yoshihiko Uematsu, Takashi Kurimoto, Satoru Okamoto, Naoaki Yamanaka, IEICE Communications Express (ComEX), Vol.10, No.8, pp.422-427 [August/2021]

Hierarchical round-robin mapper emulator for evaluating massively paral lel Ethernet physical layer developing, Kyosuke Sugiura, Masaki Murakami, Yoshihiko Uematsu, Satoru Okamoto, Naoaki Yamanaka, IEICE Communications Express (ComEX), Vol.10, No.5, pp.248-253 [May/2021]

Lane alignment characteristics in massively parallel Ethernet-based transmission systems, Kyosuke Sugiura, Masaki Murakami, Yoshihiko Uematsu, Satoru Okamoto, Naoaki Yamanaka IEICE Communications Express (ComEx) [November/2021]

国際会議件数：4件
［主たる発表］
Packet-by-packet priority control for few microseconds order jitter application, Yutaka Nasu, Takashi Kurimoto, Satoru Okamoto, Naoaki Yamanaka, 2021 International Conference on Emerging Technologies for Communications (ICETC2021), No.C2-3 [December/2021]

Multi-Path-based Routing Method Applicable to Networks Consisting of Devices with High Failure Rates, Taichi Okumura, Masaki Murakami, Yoshihiko Uematsu, Satoru Okamoto, And Naoaki Yamanaka, 2021 International Conference on Emerging Technologies for Communications (ICETC2021), No.C3-2 [December/2021]

Kalman Filter-based Heavy Hadoop Job Detection Method for Energy Efficient Hybrid Electro-Optical Intra-Data Center Networks, Masaki Murakami, Nicolas Dubrana, Yoshihiko Uematsu, Satoru Okamoto, And Naoaki Yamanaka, The 26th OptoElectronics and Communications Conference (OECC 2021), No.M4A.6 [July/2021]

国内研究会件数：12件

グローバルには、IOWNグローバルフォーラムの活動開始。IOWNグローバルフォーラムは、本センターとほぼ同じ目標を持っているとも言え、連携の効果は大きい。インテル、Sony、NTTがファウンダであり、２６のスポンサー５１のメンバー１０のアカデミックリサーチメンバーが入会しており、慶應義塾はアカデミアとしての会員は、全世界で２校目である。本活動は、慶應義塾の世界ランキングや、国際認知度対策としても重要と考える。米国大学、ヨーロッパの研究所から問い合わせが来ており、国際連携のきっかけとしたい。また、国内ではデジタルの日記念イベント（デジタル庁ができた記念)を開催し、多くの学外の方が、聴講された。ポスターセッション的なことも企画し、詳細な議論が行われた。以上に述べるように、具体的かつビジブルな活動に成功している。

■当該年度事業計画に対する実施内容、および研究成果と達成度

2020年度に加速した研究について述べる
（1）文理融合
経済学部の駒村康平教授をお呼びして、今後の重要な課題であるコロナ後の社会のスマート化技術について、産学連携で研究した。また、医学部の中村雅也教授、天谷雅行教授らも含めて、講演議論を進めた。最終的には、企業からはNTTの東日本社長、持ち株研究所の取締役を始め、80名以上が参加する技術交流会を実施した。当該交流会には、慶應からはKGRI所長、国際センター所長、医学部共創の場、等多岐にわたり参加し、NTTからは持ち株研究所、東日本、NTTデータといった多くのメンバーが参加している。
（2）海外連携
コロラドを中心として米国大学（テキサス大学ダラス校）と現在も連携して、「フルプログラマブルネットワーク」のプラットフォーム実現を目指している。本結果は、以前にも最もアカデミックな日米連携の一つとして、総務省、NICTから評価されるとともに、IEEE（米国電気学会）でもベストペーパーを受賞している。
（3）人材育成
昨年に引き続き、2名の企業の研究者をダブルアポイントメントとして招聘し、大学院の博士の指導を行なっている。この取り組みは博士等の副主査にPhDを持った企業の方に参加していただくことにより、複数の視点から学生を指導するものである。繰り返しではあるが、大学院指導資格、博士指導資格を理工学研究科より付与し、教育への貢献を行なっている

論文数：4件
［主たる論文］
Online parameter tuning of flow classification method in energy efficient data center network "HOLST"
Masaki Murakami, Hitoki Kubokawa, Kyosuke Sugiura, Eiji Oki, Satoru Okamoto, Naoaki Yamanaka
Journal of Optical Communications and Networking (JOCN), Vol.12, No.11, pp.344-354
[November/2020]

電子情報通信学会和文論文誌B "Beyond 5G時代のネットワークビジョン －2030年に向けたアーキテクチャとブレークスルー技術の鳥瞰－" 2021年3月号

国際会議件数：13件
［主たる発表］
5G network application: Intelligent route and schedule control network for autonomous driving vehicle
Naoaki Yamanaka, Goki Yamamoto, Satoru Okamoto, Andrea Fumagalli
International Conference on Computing, Networking and Communications (ICNC 2020), No.IT IV-4
[February/2020]

Cyber-Physical System for Autonomous Driving Vehicle considering with Social Welfare
Naoaki Yamanaka, Goki Yamamoto, Satoru Okamoto, Andrea Fumagalli
21st International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON2020), No.CTS I-2
[July/2020]

国内研究会件数：11件

国際連携は非常に重要な活動であるが、人材交流を行なえなかった。一方、両者でNSF（米国 文科省）とNICT（日本 総務省）のジョイントプロジェクトを実現してもらい、日本全体としても取り組む方向に向かわせたことは大きな進歩である。現在も最低週に１回のオンラインミーティングを慶應とUTDをコアに行い、トピックスに応じて日米の企業／ベンダー／大学が参加し、交流を行なっている。

■当該年度事業計画に対する実施内容、および研究成果と達成度

2019年度に加速した研究について述べる
（1）文理融合

• 法務研究科（法科大学院）の山本龍彦教授をお呼びして今後の重要な課題であるデータの活用と、その問題点について産学連携で研究した。最終的には企業からはNTTの東日本社長、持ち株研究所の副社長を始め、30名以上が参加した交流会を利用し、本企画を実現した。

• コロラドを中心として米国大学（テキサス大学ダラス校）とコンピュータビジョンとネットワークを利用した仮想空間の距離を克服した動態実験を行った。具体的にはVRを用いて仮想空間を日本、米国2拠点をシェアし、そこに3か所から、実際の人間を投影して参加し、植物園を案内するデモを米国、日本を100Gbpsの光リンクで接続し、実験とデモを行なった。

• 昨年に引き続き、2名の企業の研究者をダブルアポイントメントとして招聘し、大学院の博士の指導を行なっている。繰り返しではあるが、大学院指導資格、博士指導資格を理工学研究科より付与し、教育への貢献を行なっている。

公刊論文、学会発表、イベントなど社会貢献の実績

論文数件数：1件
[主たる論文]
Electrical/Optical Hybrid-switching Data Center Network Control with Hadoop
Akira YAMASHITA, Yukihiro IMAKIIRE, Satoru OKAMOTO, Naoaki YAMANAKA,
IEICE Transactions on Communications (Japaneses Edition),Vol.J102-B, No.4, Page.310-318 [April/2019]

国際会議件数：15件
[主たる発表］
5G Network Application : Autonomous driving vehicle using dynamic migrated edge computer function
Naoaki Yamanaka, Satoru Okamoto, Goki Yamamoto, Takayuki Muranaka, Andrea Fumagalli
2019 International Symposium for Advanced Computing and Information Technology (ISACIT 2019), No.14 [August/2019]

Autonomous driving vehicle controlling network using dynamic migrated edge computer function
Naoaki Yamanaka, Goki Yamamoto, Satoru Okamoto, Takayuki Muranaka, Andrea Fumagalli
20th International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON 2019), No.We.E3.2 [July/2019]

国内研究会件数：12件

センター活動を通じて特に成果を挙げた事柄

国際連携は軌道に乗っている。コロラドを中心として米国大学（テキサス大学ダラス校）とコンピュータビジョンとネットワークを利用した仮想空間の距離を克服した動態実験を行った。具体的にはVRを用いて仮想空間を日本、米国2拠点をシェアし、そこに3か所から、実際の人間を投影して参加し、植物園を案内するデモを米国、日本を100Gbpsの光リンクで接続し、実験とデモを行なった。