客观日本

日本学术研究的推动力——25人荣获第18届日本学术振兴会奖

2022年02月28日 宏观政策与科学奖

日本学术振兴会根据日本学术振兴会奖审查会的评选结果,确定了获得第18届(2021年度)日本学术振兴会奖的25名获奖者。日本学术振兴会奖旨在发现富有创造性且拥有杰出研究能力的青年科研人员并在早期对他们进行表彰,激励他们进行研究并支援研究的发展,从而将日本的学术研究水平提升到世界一流水平。获奖者除奖牌外还将获得110万日元的研究奖金。

另外,日本学士院还从这25名日本学术振兴会奖的获奖者中评选出了日本学士院学术奖励奖的获奖者。颁奖仪式已于2月3日在东京上野公园的日本学士院与日本学士院学术奖励奖共同举行。

语言问题也涉及生态系统的退化

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◇天野达也:昆士兰大学生物科学部澳大利亚研究会议·未来研究员“侧重于治理、语言和研究信息差距的全球生物多样性评估”

生物多样性的减少和随之而来的生态系统退化是全球环境问题的一个方面。针对这一问题,天野发现,尽管在生物多样性高的地区气候变化的影响很严重,但是缺乏必要的科学知识,保护对策的研究也多集中于欧美,而且政府的治理在多样性保护的成败中起着重要作用。此外,天野还指出,以英语圈国家为中心的科学论文未被充分用于非英语圈国家的保护政策制定,语言差距成为推进保护政策的障碍等独创性杰出成就。

利用脉冲光证明存在相固有的纯激发

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◇石坂香子:东京大学研究生院工学系研究科教授“利用光电子能谱的物质进行多维测量和非平衡态研究”

固体的电、磁和热特性受费米能附近的电子行为控制。另外,这些电子通过与声子和磁振子等元激发结合,表现出超导等多种固体特性。石坂利用结合飞秒脉冲激光和角分辨光电子能谱的时间和角分辨光电子能谱,观察了固体中的电子非平衡态和动态现象。由此发现,旋转对称性自发破缺的电子向列相存在于作为铁基超导体而闻名的硒化亚铁中,并首次利用脉冲光证明存在相固有的元激发。此外,还开发了用于物理性质研究的超高速时间分辨电子显微镜,并成功地使声子在碲化钒中的传播实现了可视化。

推进折纸工学,开发实用方法

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◇石田祥子:明治大学理工学部副教授“基于折纸的展开结构设计及力学功能研究”

石田通过在有助于设计形状大幅变化的展开结构的折纸工学中融合基于保角变换的数学方法,开发出了可获得实用折线图案的独特方法。另外,通过开发不仅能简化展开结构的设计过程,还可以为展开结构赋予新功能和价值的方法,在融合了蜂窝芯结构和展开结构的高刚性形状可变式展开结构及具有防振性能的展开结构中,证明了其实用性。

开拓 “RNA修饰” 新领域

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◇魏范研:东北大学加龄医学研究所教授 “RNA修饰在高级生命功能调节中的意义,与疾病相关性的阐明及其临床应用”

魏范研一直致力于迄今为止很少受到关注的RNA质变、即RNA修饰的研究,在质和量方面都取得了卓越的成果。他具体且明确地证明,RNA修饰在全身能量代谢、线粒体功能、神经系统和生物防御系统等众多维持生命的基础系统中非常重要。这些成果也得到了全世界的高度评价,正在开辟RNA修饰这个新的学术领域。另外,他还明确了RNA修饰在各种疾病中的重要性。除此之外,还在积极推进研究成果的社会应用,并且发现了控制RNA修饰的化合物,还启动了临床试验。

非平衡拓扑相研究的开端

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◇冈隆史:东京大学物性研究所教授“量子物质的动态控制理论”

冈隆史从理论上证明,在像激光一样周期性随时间变化的外场中,电子处于名为弗洛凯(Floquet)态的新量子态,并提出了弗洛凯拓扑绝缘体的概念。另外还系统地证明,向物质照射激光可以实现多种拓扑态,为全球的非平衡拓扑相研究打开了大门。除此之外,还构建了强电子相关物质的动态控制理论等,大大推进了对量子物质非平衡态的了解。弗洛凯拓扑绝缘体理论利用冷却原子等实施了验证实验,目前已被用作在人造物质中动态实现拓扑态的标准方法。

首次构建中心粒复制理论模型

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◇北川大树:东京大学研究生院药学系研究科教授“中心粒复制基本原理的阐明及其理论化”

北川利用显微形态学、生物化学和结构生物学方法,明确了为中心体的核心结构中心粒赋予9重对称结构的分子基础、中心粒的结构蛋白与磷酸酶的相互作用,以及磷酸酶的液-液相变决定复制起始点的机理等。另外,还定量分析了中心粒组成因素的局部存在,并利用数学建模和模拟首次构建了中心粒复制的理论模型。此外还确认,中心体的形成异常是疾病中染色体不稳定的原因。

解读奥斯曼王朝的土地制度

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◇熊仓和歌子:东京外国语大学亚洲和非洲语言文化研究所助教“中世纪向近代早期过渡时期的埃及土地制度及尼罗河灌溉情况”

熊仓着眼于从马穆鲁克王朝向奥斯曼帝国过渡的时期,查找了前现代的阿拉伯语手稿文件等难度非常高的史料,围绕名为伊克塔制的土地制度和军事统治制度的变化及连续性,取得了划时代的研究成果。尤其是引用之后的奥斯曼王朝时代转记的地籍册,解读了马穆鲁克王朝时代用特殊的数字符号书写的关于土地所有和土地利用的难懂土地记录等,通过极为独特的方法,缜密地分析了过渡期的土地制度、征税系统和尼罗河灌溉管理等,明确了中央集权制奥斯曼王朝的官僚制度形成过程。

《劳动者保护法》可实施方案的提出

◇桑村裕美子:东北大学研究生院法学研究科教授“应对劳动者多样性的劳动者保护法的规制方法的比较与研究”

过去,低于《劳动者保护法》规定的最低标准的劳资协议被视为无效,但近年来,在就业形态多样化的背景下,更加灵活地允许协议存在例外的法律条款不断增加。多大程度上允许这些例外,以及在什么条件下可以将例外正当化等问题已成为发达国家共同面临的问题。桑村从直面这些问题,并具体提出了不应该仅以《宪法》中规定的保障协约自治为理由赋予工会广范的权限,以及需要为过半数代表者等非工会代表建立制度基础等具体方案。

大脑详细活动的非侵袭控制

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◇柴田和久:理化学研究所脑神经科学研究中心组长“通过实时脑信息解读反馈明确知觉及认知变化的机理”

柴田开发了克服以往的神经反馈法存在的问题的实时脑信息解读反馈法。该方法可以对大脑特定区域的详细活动模式进行非侵袭控制。柴田利用这种方法,在视觉学习、面部偏好变化、恐惧记忆以及疼痛相关的脑功能变化机理方面取得了很多国际一流水平的研究成果,作为认知神经科学领域的年轻研究人员得到了国际上的高度评价。另外,柴田还着手推进了医疗领域的应用研究,在认知神经科学领域为理论研究和临床实践都做出了巨大贡献。

使大规模多天线传输成为可能

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◇杉浦慎哉:东京大学生产技术研究所副教授“基于先进信号处理的无线通信系统的高度化研究”

杉浦开发了在拥有多个天线元件的发射站中仅启动一个元件的空间调制方式,在可削减发射站的装置规模和耗电量的移动终端及简易基站中,实现了现实的大规模多天线传输。发射站的天线元件数量越多,传输速率就越高,但也需要大量高频电路,存在耗电量大的课题,对此,为了利用一个高频电路传输信号,杉浦提出了在实际应用上非常重要的信号处理方案。另外,还提出了无需信道估计的异步空间调制方式,解决了开销和信道估计运算量的问题。

开发全方位的新驱动方式

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◇多田隈建二郎:东北大学Tough Cyber Physical AI研究中心、研究生院信息科学研究科副教授“以球状结构为技术核心的全方位驱动机器人机构的研发”

多田隈基于可以在任意方向产生推进力的全方位驱动机制技术为核心,开发了球状全向轮、圆形截面履带机构及面状全向履带机构等新驱动方式,为提高基础和基本驱动技术做出了贡献。不仅成功实现了可以顺利通过台阶和沟渠的机构,作为其应用,还开发了可以全方位抓取球形轮内部镂空的球壳转子机构飞行体以及对象物的柔刚切换机械手机构等,在各种新机构的原理发明和实机实现方面得到了高度评价。

发现基因表达的新因子

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◇谷口雄一:京都大学高等研究院教授、理化学研究所生命机能科学研究中心组长“在分子和系统层面了解基因表达的新技术开发”

谷口为定量掌握大量基因参与的复杂生命现象的机理,开发了基于新原理的实验技术,并利用这些技术探索了生命原理。最显著的成果是阐明了基因组的三维分子结构。谷口发现,此前被认为有序排列的核小体的序列结构因基因区域而异。这表明,基因表达不仅受组蛋白修饰等化学因子控制,还受核小体序列结构等物理因子控制。另外,还开发了在单个分子水平上准确量化每个细胞中发生的各种基因表达的技术,并发现单个细胞中所含的蛋白质的量与mRNA的量没有明显的相关性。

在电子器件制作领域取得诸多成果

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◇冢崎敦:东北大学金属材料研究所教授“基于高级薄膜界面制作技术的拓扑材料特性表达与应用”

冢崎以开发的高级氧化物薄膜外延生长技术为基础,制作了界面被精确控制的异质结,在其电子特性研究以及利用其特性的电子器件原型制作方面取得了许多令人瞩目的成就。他制作了拓扑材料的薄膜界面元件,利用界面隧道现象检测了界面的狄拉克电子态,并通过对铁基高温超导膜进行电化学蚀刻,在原子层水平实现薄膜化,还明确了超导特性。另外,在利用这种独特的电子特性开发常温工作的新型磁传感器等方面,引领着材料和电子工学领域的发展。

俄罗斯帝国的穆斯林写实

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◇长绳宣博:北海道大学斯拉夫-欧亚研究中心教授、东京外国语大学亚洲和非洲语言文化研究所教授“有关俄罗斯与伊斯兰世界纠葛的综合研究”

长绳的研究聚焦于20世纪上半叶俄罗斯帝国论与穆斯林社会论交织存在的伏尔加-乌拉尔地区的鞑靼族社会,利用俄语和鞑靼语等多种语言的史料,重点从俄罗斯帝国内的穆斯林社区的宗教与现实的共同体秩序两个方面进行了考察。长绳的“俄罗斯穆斯林”论已经得到全球学术界的认可。尤其是2017年出版的代表作得到了极高的评价,书中介绍了俄罗斯帝国对权利和义务的分配、政府对非俄罗斯民族主义的警惕、既是穆斯林又是俄罗斯市民的多重性,以及与奥斯曼帝国等周边国家的关系等,生动地描写了俄罗斯帝国的穆斯林的情况。

利用XFEL解析蛋白质结构

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◇南后惠理子:东北大学多元物质科学研究所教授“利用X射线自由电子激光器的蛋白质分子视频解析”

南后开发了利用X射线自由电子激光器(XFEL)捕捉蛋白质动态结构的分时装置。以前利用同步辐射光的结构生物学技术仅限于静止状态下的结构分析,而南后的装置进行了创新,能以高空间分辨率和高时间分辨率分析蛋白质的结构变化。南后利用开发的装置分析了光活性蛋白的动态结构,在细菌视紫红质的分析中,全球首次成功地实时捕捉到了水分子移动的样子和反应中间体。另外还为支援很多研究人员的研究做出了重要贡献。

伽马射线光谱成分的观测

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◇野田浩司:东京大学宇宙射线研究所副教授“伽马射线暴的特拉电子伏范围内超高能伽马射线辐射研究”

野田带领大气切伦科夫望远镜MAGIC的伽马射线暴团队,全球首次观测到了2019年1月14日的长伽马射线暴产生的特拉电子伏区域的高能伽马射线。通过优化月光下的观测数据处理及大气状态监测等,成功观测并分析了伽马射线光谱成分。这个结果表明存在电子同步辐射无法解释的更高能量的其他放射机制。另外,在2016年8月21日的短伽马射线暴中也观测到了特拉电子伏区域的信号。

创造含硼π共轭分子群

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◇畠山琢次:关西学院大学研究生院理工学研究科教授“新一代有机EL材料开发”

含硼π共轭分子由于拥有独特的光学特性和电化学特性,作为新一代有机EL材料等功能性材料备受关注,但存在稳定性低及难以合成等问题。对此,畠山在将硼和氮一起置于多环骨架中的独特分子设计下,开发了用于合成的新反应,由此成功创造了稳定性优异的含硼π共轭分子群。另外,通过控制硼的位置,还开发了同时具备优异的发光特性和耐久性,成为世界标准的蓝色发光材料。

器官选择性癌症的转移机理

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◇星野步子:东京工业大学生命理工学院副教授“肿瘤相关外泌体导致的转移机理”

星野分析癌细胞分泌的外泌体(一种细胞外囊泡)发现,外泌体通过其表面的特定蛋白质被远处器官的特异性细胞系获取,从而形成诱导转移的预转移龛,由此明确了癌细胞选择性地转移至器官的机理。另外还通过分析血液中循环的癌细胞外泌体的蛋白质组发现,外泌体的蛋白质因癌症类型而异。

积极介入消费者保护工作

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◇室冈健志:大阪大学研究生院国际公共政策研究科副教授“结合行为经济学的市场分析及其在竞争政策和消费者保护政策中的应用”

室冈的研究涉及了市场,对于购买合同条款等复杂的商品与服务时,有一些天真的消费者,他们无法以完全理性的方式行事。作为会引起天真的消费者疏忽和犯错的问题的解决方式,以存在合同到期后希望解约但没有办理解约手续的消费者时为例,从消费者保护和社会效率两方面来看,要求商家自动更新合同时发送通知的政策介入被证明有效。室冈还与政策制定机构积极交流,分享在研究中的发现,为消费者保护政策的形成做出了贡献。

生物多样性的公益性研究

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◇森章:横滨国立大学研究生院环境信息研究院教授“明确植物群落的生物多样性功能及其公益性”

生物多样性对环境的影响以及对人类社会的公益性是一个国际课题,但令人信服的实证研究却没有进展。森章利用令人信服的野外数据证明:森林树种的多样性可通过增加陆地生态系统的二氧化碳吸收量来减缓全球变暖进程;生态系统对火灾等干扰的复原力强烈依赖于多样化的物种存在等,其研究成果得到了国际社会的高度评价。另外还证明,树木种类越多的森林,越容易预测降雨引起的山体滑坡等,生物多样性信息对防灾对策和地区社会的土地利用政策也能起到作用。这些内容丰富的野外研究成果,引起了国内外的关注。

麦凯对应,创建新理论

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◇安田健彦:大阪大学研究生院理学研究科教授“野性麦凯对应理论的创建及其在奇点研究中的应用”

在代数几何学中,麦凯对应是将特征为0的商数奇点的几何量与有限群的表示论连结起来的理论,但安田发现,特征为正或者混合特征时也存在相当于麦凯对应的现象,作为调查野性商数奇点的新方法,他创造了野性麦凯对应理论。另外,还将野性麦凯对应理论应用于数论的重要研究对象,在分岐理论中发展了处理野性分岐的理论等,开发了从全新的角度攻克数论问题的方法,并开拓了与代数几何的边界区域。

大幅扩增造血干细胞

◇山崎聪:筑波大学医学医疗系教授、东京大学医科学研究所特任副教授“确立造血干细胞的体外扩增法”

山崎以造血干细胞为中心研究了骨髓环境,取得了令人瞩目的研究成果。他发现,骨髓中的非髓鞘施万细胞控制着造血干细胞的细胞周期,据其报告,骨髓中存在特殊的氨基酸浓度环境,支链氨基酸的浓度对造血干细胞至关重要,可以通过氨基酸浓度控制造血干细胞的功能。另外还发现,培养液中的白蛋白会抑制造血干细胞扩增。此外,通过将白蛋白置换为化学聚合物聚乙烯醇(PVA),成功地通过培养大幅扩增了小鼠的血液干细胞。

开发新型热化学电池

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◇山田铁兵:东京大学研究生院理学系研究科教授“利用热响应性分子科学创造热化学电池”

山田成功开发出了以环状寡糖的超分子主客体作用为驱动原理的新型热化学电池。另外,还利用金属络合物和有机分子的氧化还原反应成功提高了热电转换性能,实现了p型及n型热化学电池的最高塞贝克系数。这一系列研究极大地促进了利用相变的热化学电池和基于金属络合物的分子组装化学等的研究进展。

关于昆虫激素移动的新发现

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◇山中直岐:加州大学河滨分校昆虫学研究科副教授“明确控制昆虫生长的类固醇激素的作用机理”

昆虫的蜕皮激素蜕皮酮是一种类固醇激素,由名为前胸腺的器官产生。山中成功确定了多年来一直未得到解决的前胸腺刺激激素的受体。以前,由于类固醇激素为脂溶性,其在细胞膜间的移动一直用“单纯扩散模型”来解释。而山中发现,接受蜕皮酮的细胞膜上有膜转运蛋白。这是一项改写生理学教科书的成果。

克服自适应信号处理的严重问题

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◇汤川正裕:庆应义塾大学理工学部副教授“通过基于模型选择的非线性估计,开拓了创新性自适应信号处理领域”

自适应信号处理是支撑信息通信的基础技术,但收敛速度、抗噪性与计算成本之间存在严重的此消彼长问题,对非线性和局部变化的处理,以及对非平稳性的适应也存在瓶颈。关于第一个此消彼长的问题,汤川通过利用基于凸分析的先验信息并导入准非扩张映射的不动点理论,实现了高速高精度估计,还实现了抗噪声和干扰的自适应算法。针对第二个非线性和非平稳性问题,以再生核理论和稀疏优化理论为基础,将模型选择问题作为伴随时间变化的稀疏优化问题进行了定式化。此外,汤川提出的方法在国际联合研究中被应用于5G-NOMA无线通信系统,证明了通信频道的大容量化。

原文:《科学新闻》
照片:日本学术振兴会
翻译编辑:JST客观日本编辑部