東日本大震災の津波によって打ち上げられた海底堆積物を試料に、硫黄成分のやり取りに関わる細菌同士の協力関係（パートナーシップ）を明らかにし、海底の嫌気生態系が持つ有機物の分解機能が回復していく過程を解明した。海底に堆積した有機物層では、上層のごく一部分を除いて酸素が枯渇しているため、嫌気性微生物が有機物の分解を担っている。しかし、過剰な有機物の流入が原因で、嫌気生態系が十分に機能せず、海底環境が悪化することがある。本研究は、分解機能が低下した海底堆積物に硝酸塩を添加することで、硫黄酸化細菌と硫酸還元細菌の間で炭素源の伝達を介した協力関係が形成され、その結果生じる多様な嫌気分解微生物の活性化を明らかにした。今回の成果は、海底堆積物の嫌気生態系機能が回復する過程を初めて解明したことで、沿岸域海底の新しい保全・管理技術の確立に大きく貢献することが期待される。

マイクロバイオームを次世代シーケンサーで解析するための精度管理用菌体、核酸標準物質（標品）、推奨分析手法を開発した。これらはヒト糞便を対象としたショットガンメタゲノム解析を想定したものであり、推奨分析手法は産業界で広く実施でき、その計測結果の比較互換性が担保できるものである。また、メタゲノム解析の分析バリデーションに関連し、マイクロバイオーム解析の精度管理方法の指針を示した。これにより、次世代シーケンサーによる信頼性の高いマイクロバイオーム解析に貢献し、マイクロバイオーム創薬などさまざまな分野におけるマイクロバイオーム解析の標準化に資することが期待される。さらに、標準化された分析法に基づく日本人マイクロバイオームデータベースの構築により、マイクロバイオーム産業の拡大が期待される。

オンプレミスとクラウドに構築された異なる情報システムを安全に連携させたハイブリッドクラウドのAI開発環境を構築し、12月より試験運用を開始した。この環境には、新たに開発した、高度な認証機能とセキュリティー機能を持つクラウドオブジェクトストレージを用いたジョブデータ管理技術を搭載しており、安全性を維持しながらクラウドとのデータ共有を可能とする。

単層カーボンナノチューブ（CNT）の効果的な添加により高導電性を付与し、神経調節療法用医療機器の電極パッド等に適応可能な導電性シリコーンゴム複合化材料を開発した。純度の高い単層CNT（ZEONANO^®SG101）をシリコーンゴムに高分散させ、従来のカーボンブラックなど他の導電性フィラー品に比べて安定した高導電性をもち、柔軟で耐久性に優れたCNTシリコーンゴム複合材料を作製した。これを医療用ウエアラブル機器に実装して、神経疾患に苦しむ人々に対する生活の質の向上に寄与できる。

シリコンフォトニクス光スイッチ（以下、「光スイッチ」と呼ぶ）におけるポート間クロストーク（以下、「クロストーク」）の影響を詳細に解析し、131,072ポートの光スイッチネットワークにおいて世界最大の光スイッチ総容量1.25億ギガビット毎秒を達成できることを示した。これは、ブルーレイディスク60万枚以上の情報を1秒間に伝送できる容量に相当し、大容量・低遅延な次世代情報インフラストラクチャーの基盤技術としての利用が期待される。次世代大規模データセンター・スーパーコンピューターを実現する上で、電気スイッチよりも二桁以上優れたエネルギー効率を示し、信頼性・量産性に優れる光スイッチに期待が高まっている。比較的小規模な光スイッチを多数用いれば大規模化が可能であるが、これまではクロストークなどが制限要因となり、実用に向けた障壁となっていた。今回、産総研が開発した世界最大規模の32×32ポートの光スイッチを使用し、広帯域光信号が同光スイッチを9周伝送する周回伝送実験を行ったところ、良好な品質を示し、上記の結果を得た。さらに、クロストークが光スイッチ内でどのように振る舞うかを統計的に解析し、光スイッチのポート数を最大化する一般論を確立した。これらの成果は、次世代データセンター・スーパーコンピューターに求められる光スイッチの必要条件を満たしており、光スイッチの適用可能性を大きく広げると期待される。

東京都心部の地下数十メートルまでの地質構造を3次元で立体的に見ることができる次世代地質図「3次元地質地盤図～東京23区版～」を完成させた。従来の平面の地質図では都市部の地下の地質構造を的確に表現することは難しかった。今回、5万地点に及ぶ大量の調査データを独自に開発した3次元モデリング技術で解析することで、東京都心部の詳細な地下地質構造を立体的に可視化した。その結果、東京下町の低地に存在する沖積層と呼ばれる軟弱な地層の分布が極めて詳細に描き出された。さらに、一般に地盤が固いとされていた山の手の武蔵野台地の一部にも、沖積層に似た軟弱な地層が分布することが明らかになった。この3次元地質地盤図は、無償でだれでも簡単に閲覧できるので、東京23区の地震ハザードマップや都市インフラ整備などで幅広く活用されることが期待される。

NEDOが2016年度から2020年度まで実施中のプロジェクト「高輝度・高効率次世代レーザー技術開発」で開発された最先端のレーザー光源や加工機を集約し、このたび、各装置が持つ加工品質の計測・評価技術やデータベースといった共通基盤技術を組み合わせることで、レーザー加工の課題解決に寄与するプラットフォーム「柏Ⅱプラットフォーム」を構築しました。加工ユーザーは本プロジェクトで開発された最先端のレーザー光源やレーザー加工機を容易に利用できるほか、集約されたレーザー技術と共通基盤技術、データベースの効果や適用可能性などを検証することが可能です。