東京大学研究Discovery Saga

東京大学大学院工学系研究科の澤田洋平准教授、大阪大学大学院工学研究科の橋本和宗准教授らによる研究グループは、台風のような激しい気象を変化させるのに有効な人工的な小さな介入をシミュレーションによって探る新しい手法を開発しました。本研究ではアンサンブルカルマン制御という新しい数理手法を用いることで、台風の制御可能性を探索するコンピュータシミュレーションを行いました。本手法は制御工学の数理を活用し、目標を設定すると自動的に最適な介入を設計することができる、先行研究にはないまったく新しいものです。シミュレーションの結果、台風の中心から250km程度離れた場所の大気最下層から、...

キーワード：データ駆動/情報通信工学/クラウド/社会的意思決定/情報通信/カオス/気象学/水蒸気/社会基盤/カルマンフィルタ/シミュレーション/ロボット/ロボット制御/制御工学/制御理論/ドライアイ

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発表日：2026年2月14日

東京大学とちとせ研究所、抗体医薬品製造プロセスのデジタル設計に新展開

―自動化実験データをフル活用した培養工程の数理モデル構築―

東京大学大学院工学系研究科化学システム工学専攻の根本耕輔大学院生、吉山有希大学院生、林勇佑助教、バドラサラ准教授、杉山弘和教授、ちとせグループの中核法人である株式会社ちとせ研究所の森笹瑞季研究員、岩渕順真研究員らの研究グループは、モノクローナル抗体（Monoclonal antibody：mAb）製造の培養工程について、目的生成物の抗体や複数の不純物の濃度を、広範な培養条件で精度良く予測できる新規数理モデルを構築しました。本モデルにより、好適な培養条件をシミュレーションで特定できることを示しました。がんやアルツハイマー病などの重病治療において重要な役...

キーワード：統計モデル/データ駆動/オープンアクセス/最適化/並列化/酸素濃度/溶存酸素/数理モデリング/生細胞/グルコース/メンタルモデル/プロセス設計/マネジメント/リスクマネジメント/反応速度/システム工学/シミュレーション/モデリング/モデル化/自動化/物理モデル/変異体/ステークホルダー/モノクローナル抗体/アルツハイマー病/バイオ医薬品/ラット/抗原/抗体医薬/創薬/抗体/細菌

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発表日：2026年2月5日

科学論文の図表を読み解き、有効に利活用するAIワークフローDIVEを開発

―水素貯蔵材料等の研究を加速―

近年、データ駆動型人工知能（AI）は、新しい材料探索を効率よく行うことができる技術として注目されています。しかし、材料研究の重要な実験データは、論文中の図に画像化された状態で存在することが多く、有効に利用することが難しい状況でした。東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の李昊（Hao Li）教授、折茂慎一所長（同大学金属材料研究所教授）、東京大学大学院工学系研究科の佐藤龍平助教らの研究チームは、科学論文中の図表から実験データを体系的に読み取り、科学的に解釈した上で構造化できるマルチエージェントAIワークフローDIVEを開発しました。さらに、水素貯蔵材料...

キーワード：データ駆動/ベンチマーク/マルチモーダル/AI/エージェント/タスク/マルチエージェント/ワークフロー/機械学習/言語モデル/人工知能（AI）/閉じ込め/材料科学/材料データベース/クリーンエネルギー/材料特性/材料設計/電池/熱電材料/金属材料

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発表日：2025年12月23日

東京大学デジタルGXキャンパスを実現するオープンビルプラットフォーム（号館OS）の構築と起動

――デジタルツインを活用したGX推進を担う社会インフラ・アプリケーションの実証――記者発表

国立大学法人東京大学（総長：藤井輝夫、以下「東京大学」）は、東京大学のデジタルGXキャンパスの推進および持続可能な社会インフラ実現に向け、東京大学・本郷キャンパスで展開するビル・カーボン・マネジメント（※1）の根幹となる、オープンな通信規格を採用したスマートビルのためのクラウド型データプラットフォームである号館OS（※2）を、マイクロソフトコーポレーション（以下「マイクロソフト」）の協力のもと研究開発し、工学部2号館において実装・起動させました。東京大学では2025年4月にグリーントランスフォーメーション（GX）戦略推進センターを設立し、マイクロソフトとのGXに関する包...

キーワード：アーキテクチャ/データ駆動/クラウド/モノのインターネット（IoT）/人工知能（AI）/産学連携/カーボンニュートラル/持続可能/省エネ/マネジメント/カーボン/デジタルツイン/マイクロ/二酸化炭素/CO2濃度/ラット/ICT

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発表日：2025年12月3日

ヒトから海洋・土壌までウイルスの多様性を包括的に解析するデータベースVIREを構築

――ウイルス進化と生態系機能の理解を支援するための地球規模データ基盤――

東京大学大学院新領域創成科学研究科附属生命データサイエンスセンターの西嶋傑特任准教授と、欧州分子生物学研究所（EMBL）のPeer Bork博士らによる研究グループは、世界中の10万件を超えるメタゲノムデータを解析し、約170万のウイルスゲノムを収集・統合した「VIRE」データベースを開発しました。本研究では、最新のウイルス検出技術を用いて、ヒト、海洋、土壌など多様な環境に生息するウイルス（主に細菌に感染するバクテリオファージ）を網羅的に同定し、それらの分類、宿主、遺伝子機能を予測しました。先行研究と比較して、網羅性と解析規模の両面で世界最大であり、ヒトや環境に生息するウイルスの多様性を地球...

キーワード：データ駆動/海洋/環境変動/微生物群集/バクテリオファージ/進化学/生物群集/極限環境/古細菌/生態系/生態系機能/土壌/微生物生態/細菌群集/生態学/微生物/シークエンス/ゲノム情報/APC/CRISPR/メタゲノム/ファージ/ラット/ウイルス/ゲノム/遺伝子/細菌/分子生物学/網羅的解析

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発表日：2025年11月11日

AIの力で複雑なスペクトルの自動解析が可能に！

～X線データから材料の構造・欠陥・電子状態を高精度で判別～

東京理科大学大学院先進工学研究科マテリアル創成工学専攻修士2年の長谷川礼佳氏、同Varadwaj Arpitaポスドク研究員、山崎貴大助教、小嗣真人教授、東京大学物性研究所の新部正人特任研究員、堀尾眞史助教、松田巌教授、東京科学大学総合研究院の安藤康伸准教授、筑波大学数理物質系の近藤剛弘教授、の共同研究グループは、教師なし機械学習（＊1）の一つであるUMAP（＊2）を用いた解析モデルを開発し、複雑な...

キーワード：高次元データ/データ駆動/類似度/アルゴリズム/クラスタリング/スーパーコンピュータ/機械学習/主成分分析/人工知能（AI）/多様体/X線吸収分光/トポロジー/光電子分光/低次元/非線形/物性理論/ノイズ/軟X線/分光学/スペクトル/吸収スペクトル/有機分子/結合状態/電子物性/電子分光/分子吸着/h-BN/状態密度/半導体デバイス/分光測定/ナノシート/局所構造/材料設計/電子構造/電子状態/電池/燃料電池/シミュレーション/センサー/解析モデル/自動化/第一原理/第一原理計算/電荷移動/導電性/半導体/微細構造/密度汎関数理論/量子力学/ホウ素/結晶構造/SPECT/スマートフォン

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発表日：2025年10月16日

世界初の紫外光応答イオンチャネルを発見

―光遺伝学への応用に期待―

東京大学物性研究所の寳本俊輝特任研究員（研究当時）、永田崇助教、髙橋大翔大学院生、井上圭一准教授らによる研究グループは、原生生物の一種であり、動物や菌類に近縁で、真核生物の進化の理解に重要とされるアプソモナド類から、紫外光に応答する新しいタイプのイオンチャネルタンパク質である「アプソモナドロドプシン」を発見しました。本研究では、最近報告されたアプソモナド類のゲノム情報に着目し、光応答型の膜タンパク質である...

キーワード：アンテナ/インターフェース/データ駆動/インテリジェンス/人工知能（AI）/光エネルギー/海洋/強磁場/時間分解/超強磁場/分光学/スペクトル/磁場/太陽/レチナール/吸収スペクトル/光応答性/光化学/アーキア/光応答/光受容/光受容タンパク質/光受容体/青色光/太陽光/ラマン/光電流/可視光/光吸収/選択性/光照射/構造モデル/紫外線/イオン輸送/カリウム/センサー/ナノメートル/マルチスケール/光センサー/人工細胞/オプトジェネティクス/古細菌/哺乳類/リン酸/海洋細菌/植物ホルモン/タンパク質工学/共生細菌/原生生物/褐虫藻/微生物/チャネルロドプシン/ビタミン/ゲノム情報/細胞膜/脳神経科学/アデノシン/ラマン分光/酵素反応/神経ネットワーク/ホルモン/生理機能/光遺伝学/光操作/ATP/アミノ酸/イオンチャネル/カチオン/トランスクリプトーム/ビタミンA/ロドプシン/再生医療/細胞核/受容体/神経科学

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発表日：2025年9月16日

水田のイネと雑草を識別するAI基盤データ「RiceSEG」公開

――スマート農業と育種を加速する国際共同研究――

東京大学大学院農学生命科学研究科の郭威准教授、加藤洋一郎教授、王浩舟特任研究員、京都大学大学院農学研究科の桂圭佑教授ら日本チームと、中国南京農業大学のShouyang Liu教授を中心とする国際共同研究グループは、世界初となるイネのマルチクラス・セマンティックセグメンテーションデータセット「RiceSEG」を構築しました。本データセットは、中国、日本、インド、フィリピン、タンザニアの5か国12機関が参加し、50,000枚以上の圃場画像を収集、その中から3,078枚を背景・緑葉・枯死葉・穂・雑草・浮草の6クラスに高精度にアノテーションしたものです。従来の「植生/背景」の単純な二分類を超え、複雑...

キーワード：セグメンテーション/画像データ/データ駆動/ベンチマーク/アノテーション/オープンサイエンス/人工知能（AI）/持続性/気候変動/生殖/環境適応/持続可能/モニタリング/ロボティクス/自律走行/水稲/水田/直播栽培/イネ/生態学/フィリピン/成長期

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発表日：2025年8月24日

世界中のヒトの口腔内に分布する巨大な染色体外エレメント「Inocle」の発見

――微生物がヒト体内の環境変化に適応するメカニズムを解明する一歩――

東京大学大学院新領域創成科学研究科の鈴木穣教授と、木口悠也特任助教(研究当時）、濱本渚大学院生、水谷壮利特任准教授(研究当時）、国立がん研究センター東病院の榎田智弘医員、サム・ラトゥランギ大学のJosef S. B. Tuda教授らによる研究グループは、世界中のヒトの口腔内に広く分布する細菌の新規染色体外エレメント「Inocle(イノクル)」を発見しその基本的な遺伝学的、生態学的特徴を明らかにしました。本研究ではヒト唾液サンプルに最適化したロングリードシークエンスを用いたメタゲノム技術を開発することによって世界中のヒトの口腔内に広く分布するInocleと呼ば...

キーワード：データ駆動/最適化/情報学/危機管理/がん研究/環境変化/バクテリオファージ/環境適応/マイクロ/インフォマティクス/腸内エコシステム/発酵/ゲノム配列/プラスミド/環境ストレス/ストレス耐性/生態学/微生物/エイズ/シークエンス/メタゲノム解析/機能解析/遺伝子解析/遺伝子機能解析/染色体/放射線治療/ゲノム解析/メタゲノム/生理機能/大腸/B細胞/DNA損傷/ストレス応答/ファージ/ラット/血液/大腸がん/転写制御/免疫応答/免疫細胞/ウイルス/がん患者/ゲノム/ストレス/マイクロバイオーム/遺伝学/遺伝子/遺伝子発現/感染症/細菌/細菌叢/酸化ストレス/唾液/腸内細菌/腸内細菌叢/頭頸部がん/放射線/薬剤耐性

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発表日：2025年6月26日

オメガ3脂肪酸などの迅速精密合成法の開発と新しい抗炎症性脂肪酸の発見

―ペプチドのように効率的・精密に多価不飽和脂肪酸を合成し、機能性脂肪酸を発見―

東京大学大学院工学系研究科の齋藤雄太朗助教、秋田真悠子大学院生（研究当時）、山東信介教授らの研究グループは、同大学大学院薬学系研究科の青木淳賢教授ら、医薬基盤・健康・栄養研究所ヘルス・メディカル微生物研究センターの國澤純センター長らとの共同研究によって、多価不飽和脂肪酸の完全固相合成法を開発し、開発した技術を用いて新しい抗炎症性脂肪酸を発見しました（図1）。ドコサヘキサエン酸（DHA）などのオメガ3脂肪酸に代表される多価不飽和脂肪酸は、さまざまな生命機能や疾患抑制効果をもち、注目されている生体分子群です。しかし、これまで多価不飽和脂肪酸を化学合成するには、高度な合成...

キーワード：データ駆動/自動合成/分析技術/分子構造/スチレン/ポリスチレン/固相合成/固相合成法/高分子/有機合成化学/ボトルネック/ポリマー/自動化/生体内/機能性/微生物/ドコサヘキサエン酸/ペプチド創薬/モデルマウス/アラキドン酸/オリゴマー/オレフィン/マウス/抗炎症/合成化学/脂肪酸/生体分子/創薬/代謝物/不飽和脂肪酸/有機合成/アレルギー/ワクチン/脂質/動物実験

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発表日：2025年6月20日

未来を読む育種で、2つの薬効を同時改良:アカジソで示した新戦略

　東京大学の岩田教授、株式会社ツムラの津坂研究員とかずさDNA研究所の白澤室長らとの共同研究チームは、将来世代の遺伝的変化を予測し、異なる薬効成分に特化した植物集団を組み合わせることで、両方の薬効を併せ持つ優良個体を理論的に設計する新たな育種手法を開発しました。対象としたのは、育種がほとんど進んでいない薬用植物アカジソで、測定に手間のかかるペリルアルデヒドとロスマリン酸の2成分を効率的に改良することを目指しました。ゲノム情報から将来世代の形質を確率的に予測し、高性能な個体が出現する可能性の高い交配組合せを選ぶことで、従来法と比べて遺伝的な改良程度が最大18%向上しました。このアプローチは、ア...

キーワード：データ駆動/シミュレーション/リン酸/ダイズ/イネ/アルデヒド/ゲノム情報/予測モデル/ラット/漢方薬/ゲノム/遺伝子/食生活

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発表日：2025年5月22日

空の安全を守りながら、CO2排出低減を実現する

―航空機の既存装備を活用し、燃料消費量と管制負荷の削減を両立―

　東京大学大学院工学系研究科航空宇宙工学専攻の岩田大輝大学院生(研究当時)、野中裕樹大学院生(研究当時)、東京大学先端科学技術研究センター航空宇宙モビリティ分野の伊藤恵理教授らによる研究グループは、航空交通が混雑する空港周辺の空域で、安全な航空機運航と環境負荷低減の両立を実現する新しい降下方式を提案し、関西国際空港への到着機を対象にしたフライトシミュレータ実験により、その有効性と運用実現性を明らかにしました（図1）。　提案手法は、固定飛行経路角（以下、FPA: Fixed-Flight Path Angl...

キーワード：データ駆動/機械学習/産学連携/複雑性/CO2排出量/環境負荷低減/エンジン/シナリオ/シミュレーション/シミュレータ/モビリティ/宇宙工学/環境負荷/航空宇宙工学/航空機/実証実験/二酸化炭素/イミン

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発表日：2025年5月19日

LLMの情報処理は感覚性失語症の脳活動と似ていた

―LLMと失語症との情報処理ダイナミクスの比較―

　東京大学国際高等研究所ニューロインテリジェンス国際研究機構（WPI-IRCN）の渡部喬光教授、合原一幸エグゼクティブ・ディレクター（特別教授）、同大学大学院情報理工学系研究科の井上克馬助教、中嶋浩平准教授（WPI-IRCN連携主任研究者）、國吉康夫教授（WPI-IRCN連携研究者）らのグループは、大規模言語モデル（LLM）内を支えている情報処理の動的過程が感覚性失語症当事者の脳活動と類似していることを明らかにしました。　LLMは、質問に対して不正確な情報を流暢な表現で返してくることが時にあります。一方、このような行動は、失語症、特にウェルニッケ失語症といった感覚性失語症でも...

キーワード：データ駆動/インテリジェンス/ニューラルネットワーク/言語モデル/情報学/信号処理/人工知能（AI）/滞在時間/脳活動/行動観察/ブレイン/分子構造/磁性体/ダイナミクス/ニューラルネット/神経活動/マッピング/言語理解/失語症/機能的MRI/MRI/神経科学/脳梗塞

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発表日：2025年5月15日

欲しい物質を自動的・自律的に合成する

デジタル技術と自動化・自律化で切り拓く化学・材料研究の新時代

東京大学大学院理学系研究科化学専攻の一杉太郎教授（東京科学大学特任教授兼任）、小林成助教、清水亮太准教授（研究当時現：分子科学研究所教授）らは、東京科学大学物質理工学院応用化学系の西尾和記特任准教授、相場諒特任助教（現（株）リガク所属）、日本電子（株）、（株）堀場製作所、（株）リガク、（株）島津製作所、（株）デンソーウェーブ、（株）パスカル、（株）テクトスとともに、機械学習機械学習とロボット技術を活用した自動・自律実験システム（デジタルラボラト...

キーワード：アーキテクチャ/スケーラビリティ/ハードウェア/最適化アルゴリズム/通信プロトコル/ガウス過程/コンピューティング/データ駆動/データ駆動科学/学習アルゴリズム/教師なし学習/アルゴリズム/クラウド/クラウドコンピューティング/ソフトウェアアーキテクチャ/タスク/プログラミング/プログラミング言語/プロトコル/モジュール化/モノのインターネット（IoT）/ワークフロー/音声認識/画像認識/機械学習/強化学習/最適化/人工知能（AI）/先端技術/システム開発/創造性/パートナーシップ/産学連携/化学物質/結晶格子/情報発信/データ収集/高エネルギー/物性物理/X線回折/ノイズ/元素分析/最適化問題/多結晶/多結晶体/X線分光/データ解析/化学組成/分子構造/ケイ素/ディスプレイ/耐熱性/ラマン/材料科学/走査型電子顕微鏡/元素戦略/新物質/可視光/電子デバイス/半導体デバイス/半導体材料/有機材料/デジタル化/最適化手法/省エネ/人口減少/無機材料/材料特性/紫外線/情報交換/アルミナ/エピタキシャル/エピタキシャル薄膜/固体化学/材料設計

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発表日：2025年4月25日

生理前の不調を「仲間」とケア

―複数チャットボットが拓く新しいサポート―

東京大学大学院工学系研究科の矢谷浩司准教授とその研究グループは、生理前に起こる心身の不調（PMS）を緩和する新たな方法として、複数のチャットボットが同時に利用者と会話を行う「グループ型対話システム」の有効性を明らかにしました。2か月間にわたる実験で63名の参加者に使用してもらったところ、仲間同士のような安心感に加え、他の利用者役として振る舞うボットが共有する多様な視点を通じて、自分の症状と向き合うきっかけが生まれることがわかりました。さらに、従来の1対1型チャットと比べて、参加者の発言量や対話への意欲が増し、より多彩な対処法の模索につながる傾向も確認されました。また、各ボットの役割分担によって...

キーワード：カウンセリング/データ駆動/プライバシー/対話システム/ファシリテーター/動機づけ/コミュニケーション/コミュニティ

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発表日：2025年4月23日

飢餓時の代謝トランスオミクスネットワークの構造的堅牢性と時間的脆弱性

飢餓適応システムとしての生物学的鳥瞰図を描く

東京大学大学院理学系研究科生物科学専攻の黒田真也教授と、同研究科附属遺伝子実験施設の守田啓悟助教らによる研究グループは、新潟大学大学院医歯学総合研究科の松本雅記教授、幡野敦助教、奈良先端科学技術大学院大学の小鍛治俊也助教、東京大学大学院新領域創成科学研究科の鈴木穣教授、九州大学生体防御医学研究所の馬場健史教授、和泉自泰准教授、高橋政友助教、慶應義塾大学先端生命科学研究所の曽我朋義教授、平山明由准教授らとの共同研究により、マウス肝臓における飢餓時の代謝トランスオミクスネットワーク...

キーワード：データ駆動/インターネット/ネットワーク解析/時系列データ/脆弱性/高分子/グルコース/遺伝情報/マルチスケール/大規模解析/生体内/トランスオミクス/リン酸/TEMPO/炭化水素/細胞運命/糖新生/オミクス/オミクス解析/タンパク質リン酸化/病理/ホルモン/レプチン/生体防御/臓器連関/モデルマウス/歯学/ATP/RNA/アミノ酸/マウス/官能基/血液/脂肪酸/神経回路/代謝酵素/代謝物/立体構造/2型糖尿病/遺伝子/遺伝子発現/脂質/生活習慣病/糖尿病

他の関係分野：情報学環境学化学生物学工学総合生物農学

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発表日：2025年3月28日

大規模言語モデルを用いた有機分子設計手法の開発

―AIと対話して分子を設計―

東京大学大学院工学系研究科の伊東周昌大学院生、村岡恒輝助教、中山哲教授は、大規模言語モデル（LLM）による有機分子設計手法を開発しました。蓄積された科学的な知識とシミュレーション結果を自然言語を介して活用することで、LLMを有機分子設計に活用できることを示しました。有機分子を目的の応用に適した形に設計することは複雑なタスクであり、経験を積んだ実験化学者による試行錯誤が必要です。そのため、コンピュータを用いた大量の情報処理が可能になった現代でも、新しい有機分子の開発は実験化学が先導しています。そこで、実験化学の経験知と、コンピュータの情報処理能力を組み合わせた共創的な有機分...

キーワード：データ駆動/アルゴリズム/インターネット/コンテンツ/タスク/機械学習/言語モデル/自然言語/人工知能（AI）/準安定/有機分子/テキストデータ/地球環境/システム工学/シミュレーション/フィードバック/環境問題/結晶化/多孔質/多孔質材料/分子シミュレーション/有機物/結晶構造/結晶性/予測モデル/カチオン/ラット/医薬品開発/創薬/分子設計

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