私が取り組んでいるのは、「オートマトン」と呼ばれる計算モデルの理論的な研究です。オートマトンとは、複雑なコンピュータの仕組みを数学的に定式化したシンプルなモデルのこと。もともとは人間の脳における計算の仕組みを理解するために考案されたものでしたが、現在はプログラミング分野で用いられることが一般的な用語となりました。オートマトンは、ある状態が別の状態に変化する間の移り変わりを定義するモデルであり、入力に応じて状態が変化するシステムの振る舞いを表します。例えば、プログラムがエラーを起こさずに動作することを証明するのは非常に難しいのですが、オートマトンを活用することによって正しく動くことを証明できる場合があります。実際のコンピュータに比べると非常に単純なモデルであるにもかかわらず、その奥深い理論はコンピュータサイエンスに基礎づけを与えています。

私はオートマトンの理論を用いて、入力された文字列が特定のルールに従っているかを判定する研究に注力しています。例えば、「竹藪焼けた（たけやぶやけた）」のような「回文」には、文字列のはじめから読んでも最後から読んでも同じになるという法則があります。オートマトンを活用すれば、こうした文字列のルールを数学的に示すことができます。これは回文のような単純な構造の文字列に限った話ではありません。私たちが日常的に使っている言葉やプログラミング言語にも文法的なルールがあり、その構造を読み取ることで会話やプログラムが成り立っています。そのため、複雑な文字列であっても、オートマトン理論に基づいて数学的に記述できる可能性があるのです。私の取り組みは基礎研究としての性質が強いものですが、それらの積み重ねによってプログラミング言語の構文を定義する技術や、文法の正しさを機械的にチェックする技術など、実践的な応用が期待できると考えています。

なかでも、私は「原始語」という文字列に興味を持って研究を続けてきました。原始語とは、「自身より短い文字列の2回以上の繰り返し」では表現できない文字列のことを指します。“ab”、“aba”、“ababb”のように文字列の繰り返しで表すことのできないものが原始語であり、“abab”（“ab”の繰り返し）、“aaaa”（“a”の繰り返し）のように文字列が繰り返されるものは原始語ではないといえます。この原始語を取り扱った「原始語予想」は形式言語理論における未解決問題のひとつとなっており、私はオートマトンの観点から解決をめざしています。

研究を前進させるためには、ひたすら理論的な思考と計算を重ねなくてはなりません。しかし、黙々と研究を続けていると、必ず行き詰まってしまう瞬間が訪れます。そんな時に刺激をもたらしてくれるのが、異分野の研究者たちとの交流です。思いもよらない分野から新しいアイデアを得ることがあり、それが研究のやりがいになっています。

もともとはプログラマになることをめざしていましたが、修士課程の頃に一冊の本と出合ったことで人生が大きく変わりました。それが、オートマトンの専門書である『Elements of Automata Theory』です。その本は全800ページにも及ぶ重厚なもので、美しく整理されたオートマトンの理論に魅了されました。そこからオートマトンの面白さと奥深さに強く惹かれ、この分野の研究者として生きていくことを決めました。博士課程の頃にはこの本を書いた先生に教わるためフランスに留学する機会にも恵まれました。オートマトン研究における日本とのレベルの差を感じながら学んだ日々は、今でも忘れられない貴重な経験となりました。

教員となった現在は、1年生を対象とした「情報リテラシ演習」や、専門性の高い内容を学ぶ「計算と論理」などの授業を担当しています。教える際に意識しているのは、とにかく学生に手を動かしてもらうということ。特に理論的な説明は聞いているだけでは定着しないため、パズルやクイズのような問題を出して実際に解いてもらうことを心がけています。

私は大学時代、勉強と研究に夢中になって取り組んでいました。それも研究者になる上で大切なことだったと思いますが、今振り返るともう少し遊びを楽しんでおいてもよかったと感じています。特に神奈川大学は部活やサークルなどの課外活動も盛んなので、学生には勉強以外のことにも打ち込みながら健康的に大学生活を送ってほしいと思っています。

ただ、何かを始めるのに遅すぎるということはありません。私も社会人になってから、スノーボードという新しい趣味に出合いました。もともとは運動不足を解消するために始めたものでしたが、今では冬になると忙しい研究の間を縫ってでもスノーボードに熱中しています。新しい趣味との出合いは、研究における興味も広げてくれました。今後はオートマトンの研究を続けるとともに、スポーツ情報学の分野にも挑戦することが目標です。同時に、シンプルで奥深いオートマトンの魅力を世の中に発信する活動にも力を入れていきたいと考えています。