東京大学 研究シーズ|
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研究キーワード：東京大学における「トレードオフ」 に関係する研究一覧：11件
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発表日：2026年4月2日
1
複雑対称性をもつ格子を自在に組み上げる新原理
―双対対称性誘導（Dual-Symmetry-Guided）法の確立―
東京大学先端科学技術研究センターの田中 肇特任研究員／東京大学名誉教授、復旦大学のタン ペン教授のグループ、南京大学のマー ユーチャン教授らとの国際共同研究により、複雑な回転対称性をもつ格子構造を、単純な等方的粒子間相互作用のみで自己組織化させる新しい理論原理「...
キーワード：視認性/トラスト/複雑性/タイリング/BEC/トポロジー/幾何学/対称性/超固体/超流動/閉じ込め/周期性/相転移/内部構造/数値シミュレーション/構造形成/自己組織/弾性率/トレードオフ/トポロジカル/静電相互作用/材料科学/テンプレート/バンドギャップ/フォトニクス/リソグラフィー/光通信/準結晶/双極子/波動伝播/コロイド粒子/メタマテリアル/アモルファス/材料設計/電子状態/コロイド/シミュレーション/センサー/トラップ/レーザー/機能性材料/屈折率/結晶化/光センサー/構造設計/自己修復/周波数/半導体/半導体レーザー/非接触/力学的特性/光ピンセット/機能性/干渉効果/結晶構造/組織化/可塑性/生体分子
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学生物学総合理工工学総合生物農学
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発表日：2026年3月10日
2
遠赤色光の使い分けによって植物工場レタスの収量と品質を両立する光の新レシピ
東京大学大学院農学生命科学研究科の矢守航准教授らの研究グループは、植物工場における光環境設計によって、「収量」と「品質」を同時に高める実用的な栽培方法を提案しました。植物工場は天候に左右されない安定生産を可能にする一方、人工光に依存するため電力コストや採算性が課題であり、限られた光エネルギーの最適配分が重要となっています。 近年、遠赤色光(Far-Red light: FR)は葉の拡大やキャノピー形成を促進する光として注目されていますが、葉が赤紫色を帯びたリーフレタス(サニーレタス)では、遠赤色光の連続使用により、アントシアニンなどの機能性成分の濃度が低下する可能性が指摘されてき...
キーワード：品質評価/光エネルギー/スペクトル/クロロフィル/トレードオフ/遠赤色光/光合成/光環境/エネルギー利用/生産技術/省エネ/発光ダイオード（LED）/省エネルギー/生産性/機能性/アスコルビン酸/アントシアニン/植物工場/カロテノイド/光制御/イミン/形態形成/抗酸化/遺伝子/遺伝子発現
他の関係分野：情報学環境学数物系科学生物学工学農学
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発表日：2026年2月16日
3
装置不要！生物汚染をわずか15分かつ室温下で目視検出
──核酸アプタマー誘導型ハイブリダイゼーション連鎖反応を利用した機器不要なATPの迅速目視検出法の開発に成功──
東京大学大学院総合文化研究科の吉本敬太郎准教授らの研究グループとダイキン工業株式会社 テクノロジー・イノベーションセンターの研究グループの共同研究により、微生物汚染や衛生状態の指標となるアデノシン三リン酸（ATP）を迅速かつ簡便に目視検出できる手法（図1）を開発しました。 本研究では、核酸アプタマー誘導型ハイブリダイゼーション連鎖反応の反応条件と金ナノ粒子（AuNP）による比色検出条件を体系的に解析・最適化することで、従来130分以上かかっていた測定時間を約15分に短縮し、専用機器を使わずに室温下で目視検出を可能にしました。本成果により、従来法に比べて大幅...
キーワード：最適化/影響評価/環境モニタリング/高エネルギー/局在表面プラズモン共鳴/金ナノ粒子/高分子/トレードオフ/表面プラズモン共鳴/プラズモン/電気泳動/表面プラズモン/反応速度/金属ナノ粒子/光学特性/ナノ粒子/ポリマー/モニタリング/長鎖DNA/リン酸/基質特異性/インキュベーション/微生物/RNAアプタマー/アデノシン/反応時間/評価法/ATP/RNA/エネルギー代謝/スクリーニング/ハイブリダイゼーション/ラット/ルシフェラーゼ/細菌
他の関係分野：情報学環境学数物系科学化学生物学総合理工工学総合生物農学
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発表日：2025年12月2日
4
「最適輸送」でエネルギーコストの原理的限界を達成
― 省エネ情報処理の新たな設計につながる成果 ―
● 数学の「最適輸送理論」から予測される、限られた時間における熱力学的なエネルギーコストの原理的な最小を、初めて実験で実現しました。特に、情報処理の基本過程である「情報消去」に相当する操作に応用しました。● 光の力で微小粒子を高速・高精度で制御する新開発の「走査型光ピンセット技術」により、水中で熱ゆらぎを受けてランダムに動く粒子を制御することで、数学の理論が予測する「最適輸送」の実現に成功しました。● 将来的に本成果は、よりエネルギー効率の高い情報処理技術や自律的人工ナノマシン設計の基盤となることが期待されます。 ...
キーワード：コンピューティング/情報量/類似度/オープンアクセス/プロトコル/人工知能（AI）/微分幾何/微分幾何学/幾何学/水分子/測地線/非平衡/非平衡熱力学/普遍性/トレードオフ/エネルギー利用/エネルギー効率/持続可能/省エネ/熱力学/マイクロ/レーザー/高効率化/光ピンセット/生体内/エネルギー変換/分子機械/技術革新/APC/ナノマシン/ゆらぎ/生体分子
他の関係分野：情報学数物系科学生物学工学総合生物農学
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発表日：2025年10月6日
5
英単語の練習、脳科学で最適なタイミングを探る
―記憶定着は対話「前」、意思疎通の促進なら対話「後」の練習が効果的―
本研究は世界で初めて、英単語でのコミュニケーション活動において、単語練習を活動の「前」に行うと記憶の定着が進み、「後」に行うと対話中の脳活動がシンクロし相互理解を促進するという、練習のタイミングによる効果の違いを明らかにしました。また、単語練習を「前」に行うと、1週間後まで効果が持続するなど、単語の知識を正確に覚える上で有効であることがわかりました。さらに、脳活動の同調性が高いペアほど語彙の学習効果も高いことが示され、対話を通じた学習における共同作業の重要性が示されました。本成果は、学習目標（正確な知識か、対話プロセスか）に応じて指導のタイミングを柔軟に変える...
キーワード：ワーキングメモリ/語彙学習/社会的認知/心の理論/第二言語習得/インタラクション/タスク/情報学/学習効果/言語処理/脳活動/近赤外/赤外線/赤外分光/トレードオフ/赤外分光法/メモリ/赤外光/情報交換/コミュニケーション能力/ドローン/近赤外分光法/脳科学/fNIRS/実行機能/前頭前野/脳機能イメージング/イミン/近赤外光/血液/神経科学/脳機能/コミュニケーション/認知機能
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学生物学総合理工工学農学
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発表日：2025年10月1日
6
変動光に立ち向かう光合成の司令塔
――シトクロムb6/f複合体の減少が変動光に対する防御の鍵になる――
東京大学大学院農学生命科学研究科の兒玉大昌大学院生、谷川慶一郎大学院生と矢守航准教授らの研究グループ、自然科学研究機構アストロバイオロジーセンターの河野優特任研究員、国立中興大学の寺島一郎教授は、光合成の重要な役割を担うシトクロムb6/f複合体注2が、「光合成の効率」と「光化学系Ⅰの安定性」とのトレードオフ(両立できない)関係を制御していることを明らかにしました(図1)。 シトクロムb6/f複合体は、光合成における電子の流れを調整する「司令塔」...
キーワード：最適化/レジリエンス/酸化還元状態/分光学/スペクトル/吸収スペクトル/光化学/ATP合成/クロロフィル/シトクロム/タンパク質複合体/チラコイド膜/トレードオフ/光化学系I/光合成/光阻害/電子伝達/変動光/葉緑体/トランスジェニック/光環境/クロム/光照射/アストロバイオロジー/酸化還元/生産性/電気化学/二酸化炭素/クロロフィル蛍光/カロテノイド/プロトン/タバコ/ATP/膜電位/ストレス
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学生物学工学農学
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発表日：2025年8月2日
7
非平衡熱力学の知見から拡散モデルの最適手法を提案
熱力学的散逸と生成誤差をつなぐ関係式を導出
東京大学工学部計数工学科の池田滉太郎学部4年生、東京大学理学部地球惑星物理学科の宇田智哉学部4年生、株式会社Preferred Networksの岡野原大輔代表取締役 CTO、東京大学大学院理学系研究科の伊藤創祐准教授は、非平衡熱力学 における熱力学的なトレードオフ関係のアナロジーによって、非平衡熱力学を用いて拡散モデル...
キーワード：アナロジー/コンピューティング/生成モデル/機械学習/情報理論/人工知能（AI）/拡散現象/微分幾何/微分幾何学/拡散過程/幾何学/金融市場/統計物理/統計物理学/非平衡/非平衡熱力学/不可逆性/普遍性/揺らぎ/エントロピー/ノイズ/データ解析/惑星/トレードオフ/熱力学/シミュレータ/ダイナミクス/エネルギー変換/ミクロデータ/パフォーマンス/ゆらぎ
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発表日：2025年7月20日
8
ディープラーニングに潜む普遍法則を発見
ディープニューラルネットワークを支配する「物理」
東京大学大学院理学系研究科の玉井敬一特任研究員、大久保毅特任准教授、藤堂眞治教授、および株式会社アイシンの張潘（チュオンファン）チュオンズイプロジェクトマネージャー、名取直毅チーフプロジェクトジェネラルマネージャー（当時）らによる研究グループ（以下「本グループ」）は、ディープラーニングに普遍的な法則が見られることを発見しました。本研究では、ディープニューラルネットワーク の信号伝搬過程と統計物理学における「吸収状態転移」（後述）の対応関係の確立に成功し、...
キーワード：量子アルゴリズム/AI/アルゴリズム/カーネル法/ディープラーニング/ニューラルネットワーク/機械学習/最適化/人工知能（AI）/統計物理/統計物理学/波動関数/トレードオフ/神経系/理論解析/HPC/シミュレーション/ニューラルネット/量子力学/森林火災/ニューロン/日常生活/神経科学/感染症/脳・神経
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発表日：2025年5月21日
9
森と川の季節的なつながりがアマゴの多様な生き方を育む
京都大学生態学研究センター 上田るい 研究員と、同センター 佐藤拓哉 准教授、三重大学大学院生物資源学研究科 金岩稔 准教授、ノースカロライナ⼤学グリーンズボロー校 照井慧 助教、東京大学大学院農学生命科学研究科 瀧本岳 准教授からなる研究グループは、初夏に森林から河川に昆虫などの陸生無脊椎動物が流入することによって、それらを川で餌として利用しているアマゴの生き方が多様になることを明らかにしました。本研究は、森や川といった生態系の季節的なつながりが、生物多様性の一つである種内の多様性維持に貢献することを実証する成果であると同時に、気候変動や人間活動が野生生物に及ぼす影響についても重要な知見...
キーワード：統計モデル/人間活動/河川生態系/海洋/環境変動/気候変動/データ解析/トレードオフ/個体群/生物群集/野外実験/脊椎動物/栄養塩/生態系/天然林/無脊椎動物/サケ/サケ科魚類/生態学/生物資源/生物多様性/死亡率/寿命/成長期/脊椎/蛍光標識
他の関係分野：情報学環境学数物系科学生物学工学農学
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発表日：2025年2月28日
10
熱力学的トレードオフ関係における対称性の効果を解明
―高速動作と省エネ性を両立する熱デバイスの実現に向けて―
東京大学大学院工学系研究科の布能謙講師と、電気通信大学大学院情報理工学研究科の田島裕康助教は、エネルギーコストと系を操作する速度や熱が流れる速度の間に成り立つ熱力学的トレードオフ関係が対称性によって改善される原理及びその限界と、その限界を達成するために量子開放系が満たすべき対称性の条件を理論的に明らかにしました。本研究成果は、量子開放系における対称性の度合いによって熱力学的トレードオフ関係が改善され、より高速で動作しつつ低いエネルギーコストを実現できることを意味しています。このような対称性による熱力学的な優位性を一般的に示し、その限界を解明することで、古典力学に従って...
キーワード：電気通信/情報学/量子計算/産学連携/対称性/熱機関/量子もつれ/量子情報/量子情報処理/スケーリング/ノイズ/トレードオフ/量子ビット/省エネ/熱力学/エンジン/ダイナミクス/ナノスケール/マイクロ/省エネルギー/量子効果/量子力学
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学生物学総合理工工学
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発表日：2025年1月6日
11
EV充電から解放、走り続けられるモビリティ社会像を提示
――市街地で「無限走行」を実現させる走行中ワイヤレス給電の最適配置――
電気自動車（EV）の普及を妨げていた短い航続距離と長い充電時間の課題に対し、東京大学 生産技術研究所の本間 裕大 准教授らの研究チームは、走行中ワイヤレス給電システム（DWPT、注1）を用いた「無限走行」の実現に向けたモビリティ社会像を提示しました。DWPTは、道路に埋め込まれたコイルから走行中の車両に電力を供給することで、充電待ちを不要にし、都市内のEV移動を支援します。埼玉県川越市を対象とした数理最適化と詳細交通シミュレーションの結果、全道路長 約150kmのうち、わずか2,359m（1.6%未満）のDWPT敷設で、市内の全車両が無限に走行し続けられることを示しました。ま...
キーワード：離散最適化/自動運転/最適化/情報学/実証分析/数理最適化/待ち行列/産学連携/低炭素社会/最適化問題/磁場/トレードオフ/生産技術/最適配置/低炭素/交通シミュレーション/高速道路/道路ネットワーク/シナリオ/シミュレーション/モデル化/モビリティ/ワイヤレス給電/自動車/電気自動車/イミン
他の関係分野：情報学複合領域環境学数物系科学生物学工学