東京大学研究Discovery Saga

産業財（BtoB商材）の購買は、単一の意思決定者ではなく、技術部門、調達部門、経営層など複数の関係者からなる「購買センター（Buying Center）」によって行われます。そこでは、合理的な評価軸だけでなく、組織内の利害関係や影響力、合意形成のプロセスが複雑に絡み合い、意思決定の全体像を捉えることが難しいという課題が存在します。東京大学の研究チームは、複雑な社会・産業を対象とした「システムデザイン・システム思考」を専門とし、その方法論を海上物流のゼロエミッション化や地方交通サービスといった公共性の高い課題へ適用し、成果を収めてきました。ITコミュニケーションズは、200...

キーワード：プランニング/マスメディア/最適化/購買意思決定/システムデザイン/複雑性/意思決定プロセス/因果関係/モデル化/体系化/知的システム/ゼロエミッション/ステークホルダー/コミュニケーション/実践知

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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1月28日

脳に近づくAI

――教師なし学習を行うエコーステートネットワーク――

　東京大学大学院情報理工学系研究科数理情報学専攻博士課程の山田泰輝大学院生、公立はこだて未来大学システム情報科学部複雑系知能学科の香取勇一教授、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）の藤原寛太郎准教授らの研究グループは、ニューラルネットワークの一種であるエコーステートネットワーク（ESN）において、教師なし学習に基づく新しい定式化を提案しました。　この方法では、従来のように「正解データ」をあらかじめ与えなくても、入力データのパターンを自分で学び取り、さらに入力データに含まれる雑音を外部情報に頼ることなく取り除くこと...

キーワード：パターン認識/教師なし学習/AI/インテリジェンス/タスク/ニューラルネットワーク/時系列データ/情報学/人工知能（AI）/複雑系/ノイズ/数値実験/リザバー計算/電子回路/理論解析/ニューラルネット/モデル化/脳型情報処理/ヘルスケア

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発表日：2026年1月22日

テンソルツリーによる生成モデル構築のスキーム

―生物系統樹など、因果関係の解明が可能―

東京大学物性研究所　赤松克哉特任研究員（研究当時：大学院理学系研究科博士後期課程）、同　川島直輝教授、京都大学大学院情報学研究科　原田健自助教、東京大学大学院理学系研究科　大久保毅特任准教授の共同研究チームは、生成モデリングの代替パラダイムとして、対象確率分布をモデル化する単層非負値適応テンソルツリー（NATT）の構造最適化スキームを提案した。NATTスキームは、テンソルツリー形式で表現できる確率分布関数のうち、与えられたサンプルの集合に最も適合するものを求めるためのものである。個々のサンプルは多数の...

キーワード：ベンチマーク/情報量/生成モデル/AI/スーパーコンピュータ/ニューラルネットワーク/ベイジアンネットワーク/画像認識/機械学習/最適化/情報学/人工知能（AI）/テンソルネットワーク/多体問題/物性理論/因果関係/内部構造/波動関数/系統樹/ミトコンドリアDNA/HPC/シミュレーション/ニューラルネット/ネットワーク構造/モデリング/モデル化/モビリティ/構造最適化/相互情報量/ミトコンドリア

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発表日：2025年12月17日

電池材料の「協奏的なイオン輸送」を可視化する新理論を開発

―渋滞学がイオンの集団運動を読み解き、高速イオン伝導の物理を解明―

東京大学大学院工学系研究科の佐藤龍平助教、澁田靖教授、東京科学大学総合研究院化学生命科学研究所の安藤康伸准教授、東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）のサウカーティック特任講師らの研究グループは、流体力学の流れ場の考え方を応用し、電池材料におけるイオンの集団輸送を可視化する新しい解析手法を開発しました。研究グループは固体電解質の分子動力学シミュレーションを実施し、シミュレーション中で実際に起こるイオンの協奏的な輸送を、イオンの変位ベクトル同士をつないで構築する「有向グラフ解析（注4）」により可視化することに成功しました。さらに、このグ...

キーワード：スーパーコンピュータ/再生可能エネルギー/多面体/集団運動/相関関数/統計力学/非平衡/分子動力学シミュレーション/因果関係/電気伝導度/輸送特性/物理化学/材料科学/イオン伝導体/リチウムイオン電池/イオン伝導/イオン輸送/固体電解質/電気伝導/電池/シミュレーション/ネットワーク構造/モデル化/リチウム/解析モデル/拡散係数/酸化物/自動車/電解質/電気化学/動力学/熱伝導/熱伝導率/分子動力学/流体工学/流体力/流体力学/結晶構造/スマートフォン

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発表日：2025年12月11日

水の赤外光物性を定量的に計算可能な手法を開発

──地球大気や星間空間の水の構造解明に貢献──

　東京大学大学院総合文化研究科の持田偉行フィッチ大学院生、羽馬哲也准教授、埼玉大学大学院理工学研究科応用化学プログラムの高山哲侑大学院生、山口祥一教授らの研究グループは、量子古典混合法と呼ばれる理論計算手法を用いて、水の赤外光物性［赤外光を照射した際に見られる特徴的な性質、ここでは特に複素屈折率や吸収断面積など］を定量的に計算する方法を新たに開発しました。本計算手法を用いることで、界面の影響を考慮する難しさからこれまで困難であった水の微粒子や薄膜の赤外スペクトルを理論的に予測することが可能になり、その構造について分子レベルで明らかにすることができます。水や氷の微粒子は...

キーワード：地球科学/多項式/シュレーディンガー方程式/ラマン散乱/光物性/水素結合ネットワーク/量子化/量子論/スペクトル/星間塵/赤外スペクトル/太陽/太陽系/天文学/惑星/彗星/振動分光/量子化学/赤外分光/量子化学計算/ラマン/赤外分光法/融点/可視光/光吸収/赤外光/非晶質/分子振動/誘電体/誘電率/アモルファス/シミュレーション/ナノサイズ/ネットワーク構造/モデル化/レーザー/屈折率/周波数/電磁波/動力学/微粒子/分子動力学/結晶構造/ラマン分光/ラマン分光法/分子集合/分子動力学計算

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発表日：2025年12月6日

宇宙の膨張速度を正確に測定

ー現在の膨張速度は新たな謎を示唆ー

東京大学大学院理学系研究科附属ビッグバン宇宙国際研究センターのKenneth Wong特任助教とEric Paic特任研究員を含むTDCOSMO共同研究チームは、宇宙の膨張率を高精度で測定し、長年にわたって宇宙進化の謎を示唆してきた「ハッブルテンション」を明らかにした。ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）、ハッブル宇宙望遠鏡（HST）、VLT、ケック望遠鏡、ヨーロッパ南天天文台（ESO）施設の観測から、ハッブル定数 H₀...

キーワード：測定誤差/CMB/素粒子/クエーサー/ダークエネルギー/宇宙マイクロ波背景放射/宇宙論/活動銀河/活動銀河核/銀河/重力レンズ/初期宇宙/新星/超新星/分光観測/変光星/望遠鏡/レンズ/マイクロ/マイクロ波/モデル化/モニタリング/分解能/高分解能

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発表日：2025年11月19日

国際海運における燃料新規制の定量的評価モデルを開発

――規制の柔軟性が未来のコスト・船隊に与える影響とは――

東京大学大学院新領域創成科学研究科の稗方和夫教授と、海上・港湾・航空技術研究所海上技術安全研究所の和中真之介主任研究員、運輸総合研究所の竹内智仁主任研究員（研究当時）、谷口正信研究員（研究当時）らによる研究グループは、国際海運において導入が検討されている温室効果ガス（GHG）削減規制GHG Fuel Intensity（GFI）規則が与える影響を評価する計算モデルを開発しました。本研究では、特に規制遵守に柔軟性を持たせるPoolingと呼ばれる仕組みに着目し、それが導入された場合とされなかった場合を比較することで、Poolingの利点と懸念点を明らかにしました。...

キーワード：計算モデル/不確実性/定量的評価/温室効果ガス/影響評価/温室効果/シナリオ/シミュレーション/シミュレーションモデル/モデル化/ライフサイクル/二酸化炭素/制度設計/バイオ燃料

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発表日：2025年11月19日

ダンスの脳内表現に生成AIで迫る

――音楽・身体・感情にかかわる脳応答を包括的モデル化――研究成果

◆ダンス映像視聴中にfMRIで計測した脳応答を、音楽と身体運動を統合した「クロスモーダル特徴」（深層生成モデル由来）で説明できることを示しました。低次の運動特徴や音響特徴に比べ、クロスモーダル特徴のほうが人間の脳活動をよく説明することを発見しました。◆美しさ、躍動感などダンス鑑賞中に生じる数十項目にわたる感情表現をモデル化することで、ダンス視聴中に生じる感情の違いに応じて異なる神経パターンが得られることを発見しました。◆熟達ダンサーはダンス未経験者に比べて脳の広範にわたってダンスの情報が表現されている一方、熟達ダンサーの方が脳内表現の個人差が大きいことを定量的に示しました...

キーワード：感情表現/生成モデル/インタラクション/クロスモーダル/人工知能（AI）/脳活動/シミュレータ/モデル化/身体運動

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発表日：2025年10月7日

ナノポア × 機械学習：複雑なタンパク質混合物の識別を可能にする新手法

東京大学大学院理学系研究科の上村想太郎教授、角田達彦教授、Lysenko Artem准教授、...

キーワード：ランダムフォレスト/マルチモーダル/学習アルゴリズム/アルゴリズム/フレームワーク/プロファイル/機械学習/最適化/人工知能（AI）/並列化/分析技術/環境分析/揺らぎ/物理化学/トランスロコン/ELISA法/分子識別/結合状態/高電圧/サポートベクターマシン/ナノメートル/モデル化/リスク評価/高効率化/電解質/半導体/分解能/決定木/生体内/ELISA/プロファイリング/高分解能/糖鎖修飾/ベクター/血清/早期診断/薬剤スクリーニング/腫瘍マーカー/胎児/大腸/スクリーニング/マウス/ラット/血液/抗原/構造変化/生体分子/創薬/大腸がん/副作用/膵がん/バイオマーカー/抗体/神経疾患/唾液/乳がん

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発表日：2025年7月2日

全球海洋モデルにより福島第一原発から放出されるトリチウムの濃度分布を予測

――放出計画をもとにした最新シミュレーション結果――

東京大学生産技術研究所のコクヮンアレクサンドル特任助教、芳村圭教授と、福島大学環境放射能研究所グシエフマキシム特任准教授、海洋研究開発機構小室芳樹副主任研究員、国立極地研究所小野純特任准教授は、福島第一原子力発電所（以下、福島第一原発）からの処理水放出による海洋中のトリチウム濃度を、最新の全球海洋モデルを用いて評価し、25km以遠では濃度が検出限界以下にとどまるとの結果を得ました。　福島第一原発からの処理水海洋放出に伴うトリチウムの挙動について、実際の放出計画を基に、全球海洋大循環モデルCOCO4.9を用いて2023～2099年までの期間でシミ...

キーワード：コンポーネント/原子力発電所/極域/極地/対流圏/福島原発事故/海洋/環境放射能/地球温暖化/水分子/海洋大循環/海洋大循環モデル/気候モデル/気候変動/成層圏/宇宙線/生産技術/海洋循環/シミュレーション/トリチウム/モデル化/モニタリング/リチウム/原子力/原子力発電/原子炉/放射能/海洋生物/水循環/温暖化/原発事故/将来予測/放射線

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発表日：2025年6月20日

【共同発表】日立と東大、ビッグデータ検索を最大135倍高速化する「動的プルーニング技術」を開発

――製造業のトレーサビリティや医療・金融分野のデータ利活用を支援し、社会課題解決に貢献――（発表主体：株式会社日立製作所）

株式会社日立製作所(以下、日立)と国立大学法人東京大学(以下、東大)は、ビッグデータ分析の高速化に向けて、相互に複雑なつながりを持つデータ(以下、グラフ構造データ*1)の検索速度を大幅に向上する「動的プルーニング*2技術」を開発しました。従来、データベース内でデータ分析を行う際のグラフ構造データを順次たどる処理は、再帰問合せ処理*3と呼ばれる手続きで行われ、不要なデータを繰り返し読み取る必要があり、検索速度が低下するという課題がありました。本技術では、再帰問合せ処理中に得られる情報をもとに、次に読み取るデータの範囲をリアルタイム...

キーワード：タスク/モノのインターネット（IoT）/人工知能（AI）/品質管理/社会保障/生産技術/エンジン/データ処理/モデル化/モビリティ/階層構造/トレーサビリティ/技術革新/経済成長/トレーサ/層構造/ラット/ヘルスケア

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発表日：2025年5月30日

微生物群と代謝物のデータを統合し分類する新解析法I

-SVVSを開発

　東京大学大学院農学生命科学研究科の岩田洋佳教授らは、統合確率的変分変数選択(I-SVVS)という新しい手法を開発しました。これは、植物の根圏土壌や動物の腸内など、ホスト生物の近傍に存在する微生物叢(マイクロバイオーム)と代謝物(メタボローム)のデータを統合し、分類(クラスタリング)を行うことで、微生物と代謝物の関係を解明する技術です。微生物と代謝物の相互作用は、ホスト生物の成長や健康、さらには環境に影響を与えるため、その仕組みを理解することが重要です。　I-SVVSは、ベイズ非パラメトリック手法を用いることで、最適な分類群(クラスタ)数を自動的に決定し、データの特...

キーワード：混合モデル/潜在変数/変数選択/情報量/アルゴリズム/クラスタリング/プロファイル/ベイズ統計/最適化/レジリエンス/気候変動/データ解析/遺伝情報/系統樹/質量分析/持続可能/データ構造/マイクロ/モデリング/モデル化/カルス/マッピング/ダイズ/生態系/環境応答/土壌/微生物/微生物叢/オミクス/マルチオミクス/メタゲノム/DNAメチル化/プロテオミクス/マウス/メチル化/代謝物/ゲノム/マイクロバイオーム/メタボローム/遺伝子/遺伝子発現/細菌/腸内細菌

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発表日：2025年5月12日

再生医療向け幹細胞培養のプロセス設計をデジタル化

―数理モデルに基づくデザインスペースを実験的に検証―

東京大学大学院工学系研究科化学システム工学専攻の杉山弘和教授と林勇佑助教、廣納敬太大学院生（研究当時）らによる研究グループは、名古屋大学大学院創薬科学研究科の加藤竜司准教授、大阪大学大学院工学研究科の紀ノ岡正博教授らとの共同研究により、再生医療向け間葉系幹細胞（Mesenchymal stem cell: MSC）の培養プロセスを対象に、品質を満たす運転条件であるデザインスペース（Design space: DS）を決定するための新規アルゴリズムを開発し、その実験的検証に成功しました。近年、製薬産業ではDSに立脚した医薬品製造が重要視されています。しかし、MSCの培養プロセスは...

キーワード：アルゴリズム/オープンアクセス/品質管理/微分方程式/確率論/モンテカルロシミュレーション/プロセス設計/生物工学/デジタル化/マネジメント/リスクマネジメント/システム工学/シミュレーション/モデル化/物理モデル/生体内/生体組織/自己複製/自己複製能/脊髄損傷/妥当性/間葉系幹細胞/軟骨/遺伝子治療/幹細胞/再生医療/細胞増殖/細胞培養/創薬/遺伝子

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発表日：2025年4月30日

2024年能登半島地震の起こり方は活断層の「かたち」に支配されていた

シミュレーションにより大地震の特徴を事前に把握できる可能性

東京大学大学院理学系研究科の安藤亮輔准教授と東北大学災害科学国際研究所の福島洋准教授、東北大学大学院理学研究科の吉田圭佑准教授、産業技術総合研究所の今西和俊副研究部門長による研究チームは、2024年能登半島地震の断層破壊過程が断層の「かたち」に支配されていたことを世界で初めて解明しました。この地震では、既知の海底活断層が滑り半島北岸が隆起しましたが、場所による隆起量の大きな違いや破壊過程中盤での断層滑りの急加速など、複雑な現象が生...

キーワード：3次元形状/スーパーコンピュータ/活断層/空間分布/応力場/火山観測/地震波/動的破壊/日本列島/微小地震/衛星/衛星観測/数値シミュレーション/合成開口レーダ/シミュレーション/シミュレータ/センシング/マルチスケール/モデル化/リモートセンシング/人工衛星/大規模シミュレーション/大地震/地震災害/地震動/分解能/防災・減災/摩擦力/高分解能

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発表日：2025年3月13日

【研究成果】ジャンプ動作中の「脚のバネ」を調節する筋肉と腱の連携メカニズム

　東京大学大学院総合文化研究科博士課程の栗山一輝さん、竹下大介准教授は、連続ジャンプ（ホッピング）中の腓腹筋（ふくらはぎの筋肉）の筋線維動態を超音波画像で可視化し、筋肉と腱が一体となって働く系である筋－腱複合体の力学的特性を分析しました。実験の結果、ジャンプのテンポが遅い時には筋線維がほとんど一定の長さを保つのに対し、テンポが速い時には筋線維が短縮するということが見出されました。筋肉と腱を「収縮要素」と「弾性要素」という2つのバネの組み合わせとしてモデル化した分析から、増加する負荷に逆らって筋線維が短縮することで脚全体のバネとしての硬さを高め、速いジャンプ動作の実現に貢献していること...

キーワード：産学連携/ダイナミクス/モデル化/ロボット/超音波/動力学/力学的特性/関節/スポーツ/パフォーマンス/筋線維/筋肉/身体運動/動作解析/画像診断/力学的性質/超音波画像

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発表日：2025年3月5日

様々な感染症の流行時に人々が取る行動を数学的に予測する

――健康リスクと社会的コストの最適バランスはナッシュ均衡で決まる――

東京大学生産技術研究所のサイモン・シュニーダー特任助教、京都大学のジョン・モリーナ助教および山本量一教授、英国ウォーリック大学のマシュー・ターナー教授からなる国際研究チームは、感染症の流行におけるソーシャルディスタンスの役割を、数学的手法を用いて明らかにしました。危険な感染症の流行に直面すると、人々は社会経済的なコストを払いながらも、感染による健康リスクを減らすために自発的にソーシャルディスタンスを取るようになります。この現象はこれまで数値シミュレーションを用いて研究されてきましたが、解析的に厳密解を導き出すことは困難でした。　本研究では、合理的な判断に基づいて時間的に...

キーワード：ゲーム/最適化/情報学/ナッシュ均衡/ゲーム理論/産学連携/基本再生産数/ソフトマター/厳密解/逆問題/最適化問題/数値シミュレーション/生産技術/健康リスク/シミュレーション/モデル化/化学工学/再生産/HIV/疫学/感染症/新型コロナウイルス感染症

他の関係分野：情報学複合領域数物系科学工学農学

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発表日：2025年2月13日

超均一ガラス状態の生成

―結晶のような性質を持つガラス―

ジャミング転移点を超える高密度状態において、新たな数値手法を用いることで、極めて高い密度均一性を持つ不規則構造のガラス状態、すなわち「超均一ガラス」の生成に成功した。超均一ガラスの熱力学的および力学的安定性が従来のガラスに比して極めて高く、結晶に類似した特性を示すとともに、ジャミング転移点における超均一状態との差異を明らかにした点に新規性がある。超均一ガラス状態は、卓越した振動的、動力学的、熱力学的、および機械的安定性を有することから、ガラスのさらなる安定化や、不規則構造を有する高性能メタマテリアルの開発に寄与する可能性が期待される。...

キーワード：フィルタリング/アルゴリズム/プロトコル/最適化/情報学/産学連携/空間分布/スケーリング則/過冷却液体/確率過程/確率論/長距離相互作用/統計力学/熱容量/非平衡/非平衡状態/保存量/密度揺らぎ/揺らぎ/臨界現象/臨界点/エントロピー/ガラス転移/スケーリング/内部構造/スペクトル/密度ゆらぎ/振動スペクトル/電子輸送/物質設計/材料科学/過冷却/ガラス転移温度/バンドギャップ/フォトニックバンドギャップ/光通信/準結晶/非晶質/せん断/メタマテリアル/動的挙動/熱力学/コロイド/シミュレーション/センサー/ひずみ/ひび割れ/プラスチック/ポリマー/モデル化/レーザー/屈折率/周波数/振動モード/超音波/電磁波/動力学/半導体/流体力/流体力学/ガラス状態/機能材料/機能性/緩和時間/SPECT/ゆらぎ/力学的性質/規則構造

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発表日：2025年1月8日

世界初！中性子による岩石膨張の線量率効果を確認

―原子力発電所の長期運転安全評価への貢献―

東京大学大学院工学系研究科の丸山一平教授、村上健太准教授、千葉大学大学院工学研究院の大窪貴洋准教授、鹿島建設株式会社の紺谷修博士、澤田祥平博士、株式会社三菱総合研究所の河合理城主任研究員、江藤淳二主任研究員、およびエム・アール・アイリサーチアソシエイツ株式会社の猪狩貴史博士の研究チームは、原子力発電所で使用されるコンクリートの長期的安全性評価に用いることを目的とし、異なる中性子束下での岩石鉱物の膨張量を評価しました。その結果、中性子束が小さいほど膨張量が小さく、また、岩石鉱物中の鉱物粒子が大きいほど膨張量が小さいことが明らかになりました。この膨張は鉱物中の結晶構造が乱れることによっ...

キーワード：原子力発電所/産学連携/X線回折/中性子/カーボンニュートラル/経年変化/コンクリート/コンクリート構造/コンクリート構造物/社会基盤/体積変化/耐震性/耐震性能/鉄筋コンクリート/アモルファス/カーボン/モデル化/安全性評価/原子力/原子力発電/原子炉/数値モデル/中性子照射/結晶構造/妥当性/放射線

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発表日：2025年1月6日

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