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研究キーワード：京都大学における「AI」 に関係する研究一覧：39件
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発表日：2026年5月18日
この記事は2026年6月1日号以降に掲載されます。
1
ナノファイバーによるヒト髄鞘形成モデルの構築と定量化
ー 生体模倣システム（MPS）としての新規ヒト細胞評価系 ー
この記事は2026年6月1日号以降に掲載されます。
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発表日：2026年5月11日
2
鉄より重い原子核として飛来する超高エネルギー宇宙線
―アマテラス粒子の謎―
B. Theodore Zhang 基礎物理学研究所特任助教（現：中国科学院准教授）、村瀬孔大 同特任教授（兼：米国ペンシルベニア州立大学（Pennsylvania State University）教授）らの国際研究グループは、観測史上最高級のエネルギーをもつ宇宙線の一部が、鉄より重い「極重」原子核である可能性を理論的に調べました。超高エネルギー宇宙線、特に「アマテラス粒子」のような100エクサ電子ボルトを超える宇宙線事象の起源は長年の謎であり、どのような天体で加速されているのかは分かっていません。本研究では、極重宇宙線原子核が宇宙空間を伝わる際のエネルギー損失過程を詳しく計算し、最高エネル...
キーワード：人工知能（AI）/宇宙線の起源/原子核/高エネルギー/高エネルギー宇宙線/最高エネルギー宇宙線/重力崩壊/超高エネルギー/超高エネルギー宇宙線/陽子/中性子/宇宙線/大質量星/中性子星/連星
他の関係分野：情報学数物系科学
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発表日：2026年4月22日
3
磁性材料のエネルギー損失に潜む「熱ゆらぎ」を説明可能AIで解明
～エントロピーの効果を世界初で可視化、新材料の設計指針を提示～
平岡裕章 高等研究院教授、小嗣真人 東京理科大学教授、増澤賢氏（元・東京理科大学修士課程学生）、筑波大学、岡山大学らの研究グループは、次世代の説明可能AI「拡張型自由エネルギーモデル」を進化させ、新たにエントロピーの項を加えたモデルを開発しました。 この新モデルを用いることで、磁性材料のエネルギー損失における熱ゆらぎのメカニズムを定量解析することに成功しました。さらに、エントロピー増大の起源を顕微鏡画像上に直接可視化することにも成功しました。 電気自動車（EV）のモーターでは、エネルギー損失（鉄損）における熱的な散逸が重要な課題となっています。本研究で提案した次世代AIを用いた...
キーワード：自由エネルギー/人工知能（AI）/エントロピー/磁区構造/省エネ/磁性材料/電池/エネルギーモデル/モーター/自動車/省エネルギー/電気自動車/半導体/ゆらぎ
他の関係分野：情報学数物系科学工学
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発表日：2026年3月31日
4
トポロジカルデータ解析で柔軟な細胞セグメンテーションを実現
東京大学大学院医学系研究科の織田遥向 氏と、京都大学高等研究院ヒト生物学高等研究拠点（WPI-ASHBi）の井元 佑介 特定准教授による研究グループは、トポロジカルデータ解析1...
キーワード：セグメンテーション/機械学習/人工知能（AI）/ホモロジー/トポロジー/幾何学/データ解析/トポロジカル/細胞膜/ステント
他の関係分野：情報学数物系科学総合理工
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発表日：2026年3月28日
5
ヒトミクログリアにおけるアルツハイマー病重要分子APOEの新たな機能を解明
―酸化ストレスを介したミクログリア増殖制御の仕組みを発見―
ヒトiPS細胞を用い、アルツハイマー病注1）をはじめとする筋萎縮性側索硬化症やパーキンソン病などの神経変性疾患注2）の主要なリスク因子であるAPOE注3）遺伝子を欠損させたミクログリア注4）を作製した。APOE欠損がNUPR1-p21注5）経路の活性化とTGF-betaシグナル注6）の変化を引き起こし、これらがミクログリアの増殖を著しく抑制することを突き止めた。本研究により...
キーワード：データ駆動/人工知能（AI）/免疫機能/細胞周期制御/タンパク質複合体/霊長類/生成機構/政策研究/CRISPR-Cas/機能性/脂質輸送/輸送体/ゲノム編集技術/増殖抑制/病原体/タウタンパク質/環境要因/脳神経科学/CRISPR/iPS細胞/p21/ROS/グリア細胞/シグナル伝達系/ニューロン/遺伝子発現解析/炎症反応/細胞株/自己複製/発現解析/免疫染色/運動機能/筋萎縮/生理機能/前頭葉/TGF-β/オルガノイド/ゲノム編集/病態解明/ATP/CRISPR-Cas9/in vitro/RNA/SOD1/アミロイド/アルツハイマー病/インフラマソーム/グリア/シグナル分子/スクリーニング/トランスクリプトーム/パーキンソン病/ミクログリア/ラット/リポ多糖/遺伝子治療/運動ニューロン/炎症性サイトカイン/活性酸素/活性酸素種/共焦点顕微鏡/蛍光色素/細胞周期/細胞増殖/神経科学/神経細胞/神経変性/神経変性疾患/創薬/免疫応答/免疫細胞/ゲノム/コホート/サイトカイン/ストレス
他の関係分野：情報学複合領域生物学工学総合生物農学
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発表日：2026年3月25日
6
受精卵の遺伝子改変を狙い通りに近づける新手法
―AI予測で結果のばらつきを低減―
遺伝子改変後に起こりやすい変化について、AI（機械学習）モデルによる予測とES細胞での事前検証を組み合わせ、受精卵でのゲノム編集の結果を事前に見通す手順を確立マウス受精卵で狙った遺伝子を働かなくし、初代の個体で目的の表現型を効率的に確認できることを実証ゲノム編集動物の作製期間の短縮と結果の確実性の向上だけでなく、動物の使用数の抑制も期待1. 概要 滋賀医科大学動物生命科学研究センターのKhanui Lkhagvadorj大学...
キーワード：機械学習/人工知能（AI）/実験計画/霊長類/遺伝子改変/ゲノム編集技術/CRISPR/iPS細胞/遺伝子改変動物/受精/受精卵/胚盤胞/ゲノム編集/胚性幹細胞/ES細胞/RNA/マウス/幹細胞/細胞分裂/培養細胞/ゲノム/ワクチン/遺伝子
他の関係分野：情報学数物系科学生物学総合生物農学
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発表日：2026年3月13日
7
1型糖尿病の“見える”膵臓評価を可能に
―新規PET検査による膵β細胞量評価―
村上隆亮 医学研究科助教、榊健太郎 同研究生、矢部大介 同教授、中本裕士 同教授、稲垣暢也 名誉教授らの研究グループは、1型糖尿病で減少する膵臓のβ細胞（インスリンを作る細胞）を体外から可視化する新たなPET/CT検査を開発し、その有用性を検証しました。1型糖尿病ではβ細胞が減っていくことが病気の進み方や血糖値の管理に影響しますが、体の中のβ細胞の量を直接確かめることは難しく、これまでは血液検査などの間接的な方法に頼ってきました。本研究では、1型糖尿病を持つ人を対象に、β細胞に発現するGLP-1受容体を目印にする新規PETプローブ（[18F]FB(ePEG12)12-exendin-4）を用い...
キーワード：人工知能（AI）/β細胞/早期診断/膵臓/インスリン/プローブ/血液/受容体/副作用/糖尿病
他の関係分野：情報学
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発表日：2026年2月25日
8
仏教AIヒューマノイドロボット「ブッダロイド」の開発
―身体性を獲得した仏教AIと対面での触れ合いを実現―
熊谷誠慈 人と社会の未来研究院教授らの研究開発グループは、株式会社テラバース（代表：古屋俊和）と共同で、多数の宗教AIプロダクトを開発してきました。2021年3月に開発した仏教対話AI「ブッダボット」に続き、2022年9月には仏教AR（拡張現実技術）の「テラ・プラットフォームver1.0」を開発、チャットに加え、視覚・聴覚コミュニケーションを実現しました。 この度、京都大学熊谷ラボ、株式会社テラバース、株式会社XNOVA（代表：八鳥孝志）の研究開発グループは、仏教AIヒューマノイドロボット「ブッダロイド」を共同開発しました。本ロボットは、Unitree Robotics社製のUnitr...
キーワード：ヒューマノイド/ヒューマノイドロボット/拡張現実/身体性/人工知能（AI）/ロボット/聴覚/ラット/コミュニケーション
他の関係分野：情報学工学
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発表日：2026年1月23日
9
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―
原田健自 情報学研究科助教、赤松克哉 東京大学特任研究員（研究当時：同博士後期課程学生）、川島直輝 同教授、大久保毅 同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ました。 本手法では、ネットワーク構造そのものが確率のネットワークという意味を持つため解釈が容易です。 社会のさまざまな面に応用されつつある人工知能や機械学習のベースになる生成モデリングの枠組みとして、現在主流になっているものとは大きく異なる方法となっており、特に多数の要因が絡み合っているような因果関...
キーワード：生成モデル/AI/機械学習/最適化/情報学/因果関係/系統樹/ネットワーク構造/モデリング/モデル化/構造最適化
他の関係分野：情報学数物系科学生物学工学
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発表日：2025年12月20日
10
AIで家庭血圧測定の中断を予測
―約30万人のデータから“続けられる測定”を支援―
奥野恭史 医学研究科教授、松本麻見 同博士課程学生らの研究グループは、オムロンヘルスケア株式会社との共同研究により、約30万人の大規模な家庭血圧測定データを解析しました。高血圧管理においては、家庭での測定を継続することが重要ですが、多くの人が途中で測定をやめてしまうことが課題となっています。本研究では、年齢や性別などの基本情報と、測定開始から2週間のデータをもとに、4週間後に測定を続けているかどうかをAIで予測するモデルを開発しました。 解析の結果、このモデルは約9割の確度（AUC=0.93）で将来の測定中断を見分けることができました。さらに、平日の測定頻度の減少や、血圧値が高すぎる...
キーワード：人工知能（AI）/心臓/イミン/ヘルスケア/血圧/高血圧
他の関係分野：情報学
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発表日：2025年12月17日
11
キリスト教AIの開発を開始
―プロテスタント教理問答ボット（カテキズムボット）の開発―
熊谷誠慈 人と社会の未来研究院教授と古屋俊和 株式会社テラバースCEOらの研究開発グループは、これまで多数の仏教AIプロダクト（ブッダボット等）を開発してきました。このたび、京都大学熊谷ラボとテラバース社（開発リーダー：波勢邦生博士）の研究開発グループは、将来的なキリスト教AI創成の出発点として、「プロテスタント教理問答ボット」（通称：カテキズムボット）を新たに開発しました。 「カテキズム」（catechism）は、キリスト教の教えに関するQ＆A形式の概説書の総称です。カテキズムは入門教育時、通過儀礼としてのサクラメント（洗礼や堅信礼など）前に用いられるなど、歴史的に重要な役割を果た...
キーワード：人工知能（AI）
他の関係分野：情報学
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発表日：2025年12月16日
12
京都大学×京セラ共同開発 セラミックデバイスを用いて熱を計算資源として活用する リザバーコンピューティングを実証
マイクロエンジニアリング専攻 廣谷潤 准教授と京セラ株式会社は共同で、セラミックデバイスを用いて「熱」をAIの計算資源として活用するリザバーコンピューティング技術の実証に成功しました。熱は、私たちの生活に身近なエネルギーであり、衣服、食事、住居などさまざまな場面で使われています。しかし、日本のように資源が限られた国では、「熱エネルギーをいかに有効に活用するか」が重要な課題です。一方で、近年AIの学習や推論を担うデータセンターの消費電力は、生成AIの普及により急増しており、社会的な問題となっています。京都大学と京セラは、これまで廃棄されてきた排熱をAIの「計算資源」に変換...
キーワード：コンピューティング/時系列データ/人工知能（AI）/省エネ/マイクロ/省エネルギー/リザバーコンピューティング
他の関係分野：情報学工学
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発表日：2025年11月8日
13
AIが大型岩石実験で起こる人工地震の発生を予測
〜断層のわずかな動きから発生予測へ〜
近年、人工知能（AI）の一分野である機械学習を活用し、岩石摩擦実験で発生する「人工地震（ラボ地震）」の発生を予測する研究が注目されています。これまでの研究では主に数センチメートル規模の小型実験で行われてきましたが、実際の地震に近いメートルスケールの大型実験では、時間や空間のスケールが大きく異なるため、予測の有効性は明らかではありませんでした。 乘杉玲壽 理学研究科修士課程学生、金子善宏 同准教授、ベルトラン・ルエレドゥ 防災研究所助教の研究グループは、AIを用いて、メートルスケールの大型岩石摩擦実験で発生した人工地震データを解析しました。その結果、本震の数十秒から数ミリ秒前に、多数の...
キーワード：AI/機械学習/人工知能（AI）/数値シミュレーション/シミュレーション/大地震
他の関係分野：情報学数物系科学工学
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発表日：2025年11月8日
14
AIが大型岩石実験で起こる人工地震の発生を予測
〜断層のわずかな動きから発生予測へ〜
近年、人工知能（AI）の一分野である機械学習を活用し、岩石摩擦実験で発生する「人工地震（ラボ地震）」の発生を予測する研究が注目されています。これまでの研究では主に数センチメートル規模の小型実験で行われてきましたが、実際の地震に近いメートルスケールの大型実験では、時間や空間のスケールが大きく異なるため、予測の有効性は明らかではありませんでした。 乘杉玲壽 理学研究科修士課程学生、金子善宏 同准教授、ベルトラン・ルエレドゥ 防災研究所助教の研究グループは、AIを用いて、メートルスケールの大型岩石摩擦実験で発生した人工地震データを解析しました。その結果、本震の数十秒から数ミリ秒前に、多数の...
キーワード：AI/機械学習/人工知能（AI）/数値シミュレーション/シミュレーション/大地震
他の関係分野：情報学数物系科学工学
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発表日：2025年10月18日
15
決めるのは政府か消費者か！リバタリアン・パターナリズムを活かしたポリシー・ターゲティング
依田高典 経済学研究科教授を中心とする7名の国際共同研究チームは、行動経済学、機械学習、人工知能（AI）を融合させた新たな政策設計手法を開発しました。研究テーマは「電力の節約行動を促すには、誰にどのように報酬（リベート）を与えるのが最も効果的か」というもので、2020年夏には日本の約4,000世帯を対象に、全員に一律でリベートを与える方法、希望者のみに与える方法、介入を行わない方法の三つを比較する大規模な実験が実施されました。さらに、各家庭の属性に応じて最適な介入を割り当てるAIベースの手法「経験厚生最大化（Empirical Welfare Maximization：EWM）」を適用した結果...
キーワード：AI/スーパーコンピュータ/機械学習/最適化/人工知能（AI）/ターゲティング/行動経済学
他の関係分野：情報学総合生物
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発表日：2025年10月18日
16
決めるのは政府か消費者か！リバタリアン・パターナリズムを活かしたポリシー・ターゲティング
依田高典 経済学研究科教授を中心とする7名の国際共同研究チームは、行動経済学、機械学習、人工知能（AI）を融合させた新たな政策設計手法を開発しました。研究テーマは「電力の節約行動を促すには、誰にどのように報酬（リベート）を与えるのが最も効果的か」というもので、2020年夏には日本の約4,000世帯を対象に、全員に一律でリベートを与える方法、希望者のみに与える方法、介入を行わない方法の三つを比較する大規模な実験が実施されました。さらに、各家庭の属性に応じて最適な介入を割り当てるAIベースの手法「経験厚生最大化（Empirical Welfare Maximization：EWM）」を適用した結果...
キーワード：AI/スーパーコンピュータ/機械学習/最適化/人工知能（AI）/ターゲティング/行動経済学
他の関係分野：情報学総合生物
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発表日：2025年9月23日
17
iPS細胞と動物モデルで実証：FGFR1阻害が心臓線維化を抑制し、心臓機能を改善
拡張型心筋症注1）患者さんの心筋生検組織検体の解析から、心臓線維化注2）の治療標的としてFGFR1を特定しました。FGFR1阻害剤（AZD4547）が、ヒトiPS細胞由来心臓オルガノイドモデルやマウス心臓損傷モデルで、線維化を抑制し心臓機能を改善させることを示しました。本研究の知見は心臓線維化を伴う心不全に対する新たな治療戦略となることが期待されます。1. 要旨 畑玲央研究員（京都大学大学院医学研究科循環器内科学、...
キーワード：スレッド/機械学習/人工知能（AI）/毒性評価/筋細胞/細胞周期制御/一細胞/シークエンス/プロファイリング/アンジオテンシンII/リエントリー/レジストリ/iPS細胞/マウスモデル/遺伝子発現解析/治療標的/心筋/心筋細胞/心筋症/組織構築/増殖因子/動物モデル/発現解析/病理/網羅的遺伝子発現解析/臨床応用/死亡率/心機能/心臓/評価法/オルガノイド/線維芽細胞/病態解明/in vitro/RNA/RNAシークエンス/アンジオテンシン/コラーゲン/トランスクリプトーム/ファージ/マウス/マクロファージ/遺伝子治療/一細胞解析/虚血/血液/再生医療/細胞外マトリックス/細胞周期/細胞増殖/受容体/阻害剤/内皮細胞/不整脈/副作用/臨床試験/ヒトiPS細胞/遺伝子/遺伝子発現/抗がん剤/線維化/標準化
他の関係分野：情報学複合領域生物学総合生物
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発表日：2025年9月14日
18
サイボーグAIによる人並みの実時間運動性能を達成しました
―ヒューマノイドロボットが行うスケートボードの技の紹介―
石井信 情報学研究科教授（兼：株式会社国際電気通信基礎技術研究所（ATR）脳情報研究所長）は、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の委託事業「人と共に進化する次世代人工知能に関する技術開発事業」（以下、「本事業」）において、ATR、産業技術総合研究所と共同で、人と共に学びながら協働作業ができる人工知能（AI）搭載ヒューマノイドロボットの実現に向けて取り組んできました。 この度、ATRが開発中の「サイボーグAI」を搭載したヒューマノイドロボットが、人の運動のみまね学習をすることで、人並みの実時間運動性能を達成しました。 今後は、本事業の成果をベースに...
キーワード：電気通信/ヒューマノイド/ヒューマノイドロボット/AI/情報学/人工知能（AI）/ロボット/新エネルギー
他の関係分野：情報学工学
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発表日：2025年9月14日
19
サイボーグAIによる人並みの実時間運動性能を達成しました
―ヒューマノイドロボットが行うスケートボードの技の紹介―
石井信 情報学研究科教授（兼：株式会社国際電気通信基礎技術研究所（ATR）脳情報研究所長）は、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の委託事業「人と共に進化する次世代人工知能に関する技術開発事業」（以下、「本事業」）において、ATR、産業技術総合研究所と共同で、人と共に学びながら協働作業ができる人工知能（AI）搭載ヒューマノイドロボットの実現に向けて取り組んできました。 この度、ATRが開発中の「サイボーグAI」を搭載したヒューマノイドロボットが、人の運動のみまね学習をすることで、人並みの実時間運動性能を達成しました。 今後は、本事業の成果をベースに...
キーワード：電気通信/ヒューマノイド/ヒューマノイドロボット/AI/情報学/人工知能（AI）/ロボット/新エネルギー
他の関係分野：情報学工学
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発表日：2025年9月7日
20
AIが解き明かす水稲の収量変動の秘密
―半世紀に渡る長期連用試験からの新知見―
桂圭佑 農学研究科教授、山口友亮 岐阜大学助教らの研究グループは、フィリピンで1962年から続く世界最長の長期連用栽培試験のデータに人工知能（AI）を適用し、水稲収量を持続させる要因を明らかにしました。1968年から2017年までの50年間、150作に渡る連続栽培データを解析した結果、窒素施肥管理や日射量が収量維持の鍵となる一方、その効果は作期ごとに大きく異なることが示されました。乾季作では生殖成長期・登熟期の夜温、前期雨季作では栄養成長期の気温、後期雨季作では病害リスクや同一品種の連続作付けがそれぞれ収量変動に大きく寄与していました。さらに、1970～80年代の収量低下は窒素不足だけでなく夜...
キーワード：AI/人工知能（AI）/持続性/気候変動/生殖/食料安全保障/水稲/灌漑/フィリピン/成長期
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学生物学農学
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発表日：2025年9月7日
21
AIが解き明かす水稲の収量変動の秘密
―半世紀に渡る長期連用試験からの新知見―
桂圭佑 農学研究科教授、山口友亮 岐阜大学助教らの研究グループは、フィリピンで1962年から続く世界最長の長期連用栽培試験のデータに人工知能（AI）を適用し、水稲収量を持続させる要因を明らかにしました。1968年から2017年までの50年間、150作に渡る連続栽培データを解析した結果、窒素施肥管理や日射量が収量維持の鍵となる一方、その効果は作期ごとに大きく異なることが示されました。乾季作では生殖成長期・登熟期の夜温、前期雨季作では栄養成長期の気温、後期雨季作では病害リスクや同一品種の連続作付けがそれぞれ収量変動に大きく寄与していました。さらに、1970～80年代の収量低下は窒素不足だけでなく夜...
キーワード：AI/人工知能（AI）/持続性/気候変動/生殖/食料安全保障/水稲/灌漑/フィリピン/成長期
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学生物学農学
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発表日：2025年8月21日
22
AI個別最適化スマートフォン認知行動療法を開発
―治療効果35%向上：大規模臨床試験で有効性を確認―
古川壽亮 成長戦略本部特定教授、田近亜蘭 医学研究科准教授、豊本莉恵 同特定助教、野間久史 統計数理研究所教授らの研究グループは、日本で行われた世界最大規模のスマートフォン認知行動療法（CBT）試験（RESiLIENT試験、4,469人参加）のデータに基づき、どういう人にどの認知行動スキルが有効かをAIにより解析し、個人ごとに最適な治療を推奨し介入効果を高める「個別最適化治療（POT）アルゴリズム」を開発しました。 POTアルゴリズムは、ベースライン情報や早期の治療反応から26週時点での抑うつ症状の改善を予測し、各参加者に最適なCBTスキルまたはその組み合わせを推奨します。シミュレー...
キーワード：アルゴリズム/最適化/人工知能（AI）/レジリエンス/シミュレーション/スキル/臨床試験/CBT/うつ/スマートフォン/認知行動療法/抑うつ
他の関係分野：情報学複合領域工学
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発表日：2025年7月30日
23
爆発的記憶想起を実現するニューラルネットワークを開発
―曲がった統計多様体がもたらす新理論―
物理・生命・社会といった複雑なシステムでは、構成要素が同時に関係し合う高次相互作用が、創発的な変化や多様な振る舞いを生み出すうえで本質的な役割を果たしていることが明らかになってきています。こうした高次相互作用は脳のような生物のネットワークにおける情報の表現や、人工ニューラルネットワークの性能向上にも関与していると考えられています。しかし、それらを一貫した原理に基づいて扱える理論的枠組みは、これまで十分に整備されていませんでした。 島崎秀昭 情報学研究科准教授（兼：北海道大学客員准教授）、Miguel Aguilera スペイン・バスク応用数学センター（Basque Center fo...
キーワード：ロバスト/アーキテクチャ/AI/ニューラルネットワーク/フレームワーク/情報学/人工知能（AI）/符号化/多様体/応用数学/統計物理/統計物理学/非線形/複雑系/エントロピー/相転移/自己制御/ニューラルネット/フィードバック/モデリング/ロバスト性/非線形性/記憶想起/ニューロン/神経細胞
他の関係分野：情報学数物系科学生物学工学農学
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発表日：2025年7月30日
24
爆発的記憶想起を実現するニューラルネットワークを開発
―曲がった統計多様体がもたらす新理論―
物理・生命・社会といった複雑なシステムでは、構成要素が同時に関係し合う高次相互作用が、創発的な変化や多様な振る舞いを生み出すうえで本質的な役割を果たしていることが明らかになってきています。こうした高次相互作用は脳のような生物のネットワークにおける情報の表現や、人工ニューラルネットワークの性能向上にも関与していると考えられています。しかし、それらを一貫した原理に基づいて扱える理論的枠組みは、これまで十分に整備されていませんでした。 島崎秀昭 情報学研究科准教授（兼：北海道大学客員准教授）、Miguel Aguilera スペイン・バスク応用数学センター（Basque Center fo...
キーワード：ロバスト/アーキテクチャ/AI/ニューラルネットワーク/フレームワーク/情報学/人工知能（AI）/符号化/多様体/応用数学/統計物理/統計物理学/非線形/複雑系/エントロピー/相転移/自己制御/ニューラルネット/フィードバック/モデリング/ロバスト性/非線形性/記憶想起/ニューロン/神経細胞
他の関係分野：情報学数物系科学生物学工学農学
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発表日：2025年7月16日
25
次世代AIで磁性材料のエネルギー損失の原因を解明
～省エネルギーな次世代EV開発への応用に期待～
平岡裕章 高等研究院教授は、谷脇三千輝 東京理科大学修士課程学生（研究当時）、小嗣真人 同教授らの研究グループと、次世代の説明可能AI「拡張型自由エネルギーモデル」を用いて、実際の磁性材料のエネルギー損失の原因を明らかにしました。 電気自動車（EV）の心臓部であるモーターでは、磁性材料が発生する「エネルギー損失（鉄損）」が、大きな効率低下の原因となっています。この損失はモーター全体の約30％を占め、世界規模では年間約6億トンのCO2排出に相当する深刻な課題です。しかしこれまで、その損失のメカニズムは詳しく解明されておらず、材料設計のボトルネックとなっていました。...
キーワード：最適化/自由エネルギー/人工知能（AI）/トポロジー/エネルギー利用/半導体デバイス/省エネ/ボトルネック/熱力学/材料設計/磁性材料/電池/エネルギーモデル/モーター/自動車/省エネルギー/電気自動車/二酸化炭素/半導体/心臓
他の関係分野：情報学数物系科学工学
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発表日：2025年7月15日
26
iPS細胞から成人型に近い「成熟心外膜」を効率的に創出する新技術の開発
〜心臓再生医療の新たな可能性を拓く〜
ヒトiPS細胞から機能的な成熟心外膜を効率的に生成する新手法を確立し、心臓再生医療に新たな可能性をもたらしました。mTORシグナル伝達の抑制が心外膜の成熟と休止期状態を誘導する鍵であることを解明し、心臓の発達と修復における重要なメカニズムを明らかにしました。確立した成熟心外膜モデルを活用したスクリーニングにより、心臓再生を促す新たな薬剤候補を同定し、心臓病治療薬の開発を加速させます。1. 要旨 Yu Tian 研究員（CiRA...
キーワード：スループット/プロトコル/機械学習/人工知能（AI）/毒性評価/筋細胞/ハイスループットスクリーニング/CVD/モデル化/自動化/ハイスループット/WT1/心臓発生/iPS細胞/橋渡し研究/心筋/心筋細胞/組織構築/病理/免疫染色/薬剤スクリーニング/臨床応用/心筋梗塞/心臓/胎児/評価法/オルガノイド/上皮間葉転換(EMT)/in vitro/スクリーニング/トランスクリプトーム/ラット/遺伝子治療/化合物ライブラリー/再生医療/細胞増殖/上皮細胞/阻害剤/創薬/転写因子/内皮細胞/副作用/立体構造/タイトジャンクション/ヒトiPS細胞/遺伝子/抗がん剤/標準化
他の関係分野：情報学複合領域生物学工学総合生物
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発表日：2025年7月3日
27
可逆なシステムにおいて時間の矢を持つのは何故か
―ある時間反転対称性を持つ系からアナソフ性の証明へ―
梅野健 情報学研究科教授、大久保健一 同博士課程学生（現：公立諏訪東京理科大学講師）らの研究グループは、可逆なシステムにおいて時間の矢を持つのは何故かを明らかにする具体的な物理モデルを構成することに成功しました。一般に時間反転対称性という性質を持つシステムの不可逆性を示すことは、時間反転対称性を持つミクロなニュートン力学から熱力学第二法則というマクロな不可逆性の起源は何かを問う19世紀後半のボルツマンによる統計力学創設以来の、物理学の未解決問題（時間の矢の問題）の一つでした。本研究グループは、AIアルゴリズムでも使われている時間反転対称性を保ったまま時間の離散化をする2次のシンプレクティック数...
キーワード：アルゴリズム/機械学習/情報学/人工知能（AI）/数値積分/多様体/離散化/ハミルトン系/時間反転対称性/測地線/対称性/統計力学/不可逆性/カオス/予測可能性/力学系/熱力学/地震予知/物理モデル
他の関係分野：情報学数物系科学工学
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発表日：2025年6月11日
28
1型カテコラミン誘発性多形性心室頻拍（CPVT）iPS細胞から作製した単一の心筋細胞の活動電位とカルシウムイオン濃度の変化を同時光学記録
２つの蛍光色素と２波長のLEDランプの強度を調整することにより、心筋細胞の活動電位注1）と細胞内のカルシウムイオン濃度の一過性の上昇（カルシウムトランジェント）を同時に測定できるシステムを構築した。1型カテコラミン誘発性多形性心室頻拍（CPVT）の患者さん由来iPS細胞から作製した心筋細胞では、CPVTのある患者さんに特徴的なカルシウムトランジェント異常が心室筋型注2）の活動電位と共に確認された。1型CVPT患者さんiPS細胞由来心筋細胞に対して、既存のCPV...
キーワード：機械学習/人工知能（AI）/危機管理/毒性評価/CCD/CCDカメラ/筋細胞/ナトリウムチャネル/発光ダイオード（LED）/カリウム/膜構造/CaMKII/カルシウムイオン/一細胞/筋小胞体/カルシウムチャネル/Ca2+/プロテインキナーゼ/細胞内カルシウムイオン/カルモジュリン/ナトリウム/活動電位/細胞膜/心臓突然死/突然死/iPS細胞/心筋/心筋細胞/組織構築/病理/膵島/筋収縮/筋肉/心臓/評価法/オルガノイド/イミン/カルシウム/キナーゼ/マウス/遺伝子治療/蛍光色素/血液/再生医療/細胞内カルシウム/受容体/小胞体/電気生理学/不整脈/副作用/分化誘導/膜電位/ヒトiPS細胞/遺伝子/抗がん剤/生理学/標準化
他の関係分野：情報学複合領域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6月6日
29
ヒト心臓への作用を評価する創薬のための培養系プラットフォーム
―人工心臓組織デバイスを低吸着素材に変えて精度向上―
薬剤を吸着しにくいポリスチレンフィルムを用いてiPS細胞由来人工心臓組織 (Engineered Heart Tissue: EHT)注1）デバイスを開発し、このデバイスを用いた心機能の解析プログラムを構築した。本研究で開発された低収着EHTデバイスを用いることで、低濃度のドキソルビシンによる心毒性を検出できる高精度な測定が可能になった。1. 要旨 ...
キーワード：画像データ/機械学習/最適化/人工知能（AI）/毒性評価/スチレン/フィルム/ポリスチレン/筋細胞/シロキサン/CVD/PDMS/ポリジメチルシロキサン/生体内/iPS細胞/心筋/心筋細胞/心筋症/人工心臓/組織構築/病理/心機能/心臓/評価法/オルガノイド/線維芽細胞/in vitro/カルシウム/ドキソルビシン/マウス/モデル動物/ラット/遺伝子治療/再生医療/阻害剤/創薬/低分子化合物/副作用/薬剤感受性/薬剤反応性/薬理学/臨床試験/スタチン/ヒトiPS細胞/遺伝子/抗がん剤/循環器疾患/標準化/薬物動態
他の関係分野：情報学複合領域化学生物学工学総合生物
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発表日：2025年5月28日
30
脳は情報とエネルギーの最適バランスを実現
―脳の情報処理が予想以上に頑健なことを発見―
私たちの脳は約百億個もの神経細胞が複雑に結びついたネットワークによって、視覚や聴覚などの感覚情報を処理しています。しかし、ノイズ（雑音）に満ちた現実世界の中で、脳がどのように安定的かつ正確に情報を表現しているかは、神経科学における最大の謎のひとつでした。 これまで、情報表現をノイズに対して強くするために、脳は「フラクタル状態」と呼ばれる、入力に過敏な状態を避ける必要があると考えられてきました。しかし、寺前順之介 情報学研究科准教授と立川剛至 同博士課程学生の研究グループは、「Fisher情報量」と呼ばれる数理的手法を用いることで、神経ネットワークは従来の予想以上にノイズに対して頑健で...
キーワード：情報量/AI/情報学/ノイズ/フラクタル/エネルギー効率/エネルギー消費/神経ネットワーク/聴覚/神経科学/神経細胞
他の関係分野：情報学数物系科学工学
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発表日：2025年4月9日
31
薄膜生成時の枝分かれ現象を、トポロジー・物理・AIの融合で解明
〜Beyond 5Gを支える基盤技術への応用に期待〜
平岡裕章 高等研究院教授、小嗣真人 東京理科大学教授、大林一平 岡山大学教授、三俣千春 筑波大学教授らの研究グループは、トポロジーと自由エネルギーを活用した機械学習（AI）解析を実施し、薄膜結晶の電気的特性に大きな影響を与える樹枝状構造の枝分かれメカニズムを明らかにしました。これは、高品質な薄膜結晶の作製プロセスにつながる成果であり、次世代の電子デバイスへの応用が期待されます。 Beyond 5G の実現に向けて、現世代の 5Gよりも一桁以上高いテラヘルツ（THz）周波数帯で動作する電荷移動度の高いデバイスが求められています。そこで現在、次世代電子デバイスに使用する極微細なトランジス...
キーワード：AI/ワークフロー/機械学習/最適化/自由エネルギー/情報学/人工知能（AI）/産学連携/ホモロジー/トポロジー/六方晶窒化ホウ素/テラヘルツ/電荷移動度/h-BN/トランジスタ/電子デバイス/半導体デバイス/エネルギーモデル/グラフェン/センサー/移動度/化学工学/周波数/多層膜/電荷移動/半導体/膜構造/ホウ素/ステント
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学工学農学
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発表日：2025年4月9日
32
薄膜生成時の枝分かれ現象を、トポロジー・物理・AIの融合で解明
〜Beyond 5Gを支える基盤技術への応用に期待〜
平岡裕章 高等研究院教授、小嗣真人 東京理科大学教授、大林一平 岡山大学教授、三俣千春 筑波大学教授らの研究グループは、トポロジーと自由エネルギーを活用した機械学習（AI）解析を実施し、薄膜結晶の電気的特性に大きな影響を与える樹枝状構造の枝分かれメカニズムを明らかにしました。これは、高品質な薄膜結晶の作製プロセスにつながる成果であり、次世代の電子デバイスへの応用が期待されます。 Beyond 5G の実現に向けて、現世代の 5Gよりも一桁以上高いテラヘルツ（THz）周波数帯で動作する電荷移動度の高いデバイスが求められています。そこで現在、次世代電子デバイスに使用する極微細なトランジス...
キーワード：AI/ワークフロー/機械学習/最適化/自由エネルギー/情報学/人工知能（AI）/産学連携/ホモロジー/トポロジー/六方晶窒化ホウ素/テラヘルツ/電荷移動度/h-BN/トランジスタ/電子デバイス/半導体デバイス/エネルギーモデル/グラフェン/センサー/移動度/化学工学/周波数/多層膜/電荷移動/半導体/膜構造/ホウ素/ステント
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学工学農学
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発表日：2025年4月7日
33
テンソルネットワークによる生成モデル
―株式騰落パターンから相関構造が発現―
原田健自 情報学研究科助教、大久保毅 東京大学特任准教授、川島直輝 同教授は、テンソルネットワーク（TN）をベースとした生成モデルの新しい構築法を提案し、その有効性を示しました。生成モデルはほとんどの場合ニューラルネットワークがベースとして使われており、ネットワーク構造の最適化についてはまだあまり研究が進んでいません。本研究では、ツリー型TNとして表現された波動関数と確率分布の対応関係を利用したボルンマシンを考え、これに対してネットワーク構造最適化を行う生成モデル構成方法（適応的テンソルツリー：ATT）を提案し、その有効性を実証しました。具体例として、株式の騰落パターンのデータからATTによっ...
キーワード：生成モデル/AI/ニューラルネットワーク/ベイジアンネットワーク/機械学習/最適化/情報学/人工知能（AI）/産学連携/テンソルネットワーク/量子情報/波動関数/ニューラルネット/ネットワーク構造/化学工学/構造最適化
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学工学
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発表日：2025年4月7日
34
テンソルネットワークによる生成モデル
―株式騰落パターンから相関構造が発現―
原田健自 情報学研究科助教、大久保毅 東京大学特任准教授、川島直輝 同教授は、テンソルネットワーク（TN）をベースとした生成モデルの新しい構築法を提案し、その有効性を示しました。生成モデルはほとんどの場合ニューラルネットワークがベースとして使われており、ネットワーク構造の最適化についてはまだあまり研究が進んでいません。本研究では、ツリー型TNとして表現された波動関数と確率分布の対応関係を利用したボルンマシンを考え、これに対してネットワーク構造最適化を行う生成モデル構成方法（適応的テンソルツリー：ATT）を提案し、その有効性を実証しました。具体例として、株式の騰落パターンのデータからATTによっ...
キーワード：生成モデル/AI/ニューラルネットワーク/ベイジアンネットワーク/機械学習/最適化/情報学/人工知能（AI）/産学連携/テンソルネットワーク/量子情報/波動関数/ニューラルネット/ネットワーク構造/化学工学/構造最適化
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学工学
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発表日：2025年3月31日
35
事実は各研究分野でどのようにできるのか
―科学的対話が生まれる文脈が本となり刊行―
異なる事実のとらえ方があるために、人はすれ違います。それは日常生活にとどまらず、異分野の研究者との交流でも起こります。こうした交流から、分断ではなく繋がるための連鎖を産むにはどうすればいいのでしょうか。 小俣ラポー日登美 白眉センター／人文科学研究所特定准教授、松本透 同／理学研究科特定助教、包含 同／情報学研究科特定助教、佐藤駿 同／理学研究科特定助教らは、歴史学、動物行動学、生物進化学、惑星物質科学、情報科学（人工知能）などのさまざまな分野を越えて、本来、比較が困難な諸研究を互いに比較しました。その結果、各分野の中だけでは見えなかった数々の「問い」が生まれました。本研究による領域...
キーワード：AI/情報学/人工知能（AI）/産学連携/物質科学/惑星/進化学/日常生活
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学生物学
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発表日：2025年3月31日
36
事実は各研究分野でどのようにできるのか
―科学的対話が生まれる文脈が本となり刊行―
異なる事実のとらえ方があるために、人はすれ違います。それは日常生活にとどまらず、異分野の研究者との交流でも起こります。こうした交流から、分断ではなく繋がるための連鎖を産むにはどうすればいいのでしょうか。 小俣ラポー日登美 白眉センター／人文科学研究所特定准教授、松本透 同／理学研究科特定助教、包含 同／情報学研究科特定助教、佐藤駿 同／理学研究科特定助教らは、歴史学、動物行動学、生物進化学、惑星物質科学、情報科学（人工知能）などのさまざまな分野を越えて、本来、比較が困難な諸研究を互いに比較しました。その結果、各分野の中だけでは見えなかった数々の「問い」が生まれました。本研究による領域...
キーワード：AI/情報学/人工知能（AI）/産学連携/物質科学/惑星/進化学/日常生活
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学生物学
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発表日：2025年3月14日
37
AIによる外来カエル類の自動検出法の開発
―世界自然遺産・西表島への定着を防ぐために―
人間によって本来の分布域外に運ばれ定着した外来種は、定着先の生物多様性に大きなダメージを与えることがあり、外来種問題の対策が世界的に課題となっています。外来種はいったん数が増えると根絶が難しく、侵入初期に発見し、増殖を防ぐことが重要です。侵入をモニタリングするための人員や予算はしばしば極めて限られていますが、近年急速に発展したAI技術を活用し、野外に設置したカメラや音声レコーダーで記録された外来種を自動検出することができれば、侵入の早期検出に大いに役立つと考えられます。 そこで木村楓 理学研究科博士後期課程学生、福山伊吹 人間環境学研究科博士後期課程学生（現：北海道大学日本学術振興会...
キーワード：情報学/人工知能（AI）/産学連携/外来種/両生類/モニタリング/カエル/水田/生物多様性/早期発見
他の関係分野：情報学複合領域環境学生物学工学農学
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発表日：2025年2月14日
38
急性肝障害はどのような人が急性肝不全に進展しやすいのか？
～AI技術を駆使した新たな分類と予測～
急性肝障害の原因はウイルス性肝炎や薬物性肝障害など様々ですが、急性肝障害の一部は肝機能が急激に低下し急性肝不全へと進展し、その一部は内科治療に反応せず意識障害を伴う昏睡型に重症化します。急性肝不全昏睡型の救命率は約30%に留まるため肝移植が必要となりますが、急性肝障害から急性肝不全昏睡型へ数日で急速に進展することもあり、緊急性が非常に高い疾患です。しかし、内科治療への反応性は予測不能であり、高次医療機関や移植施設への搬送基準は明確ではありませんでした。...
キーワード：情報数理/AI/情報学/人工知能（AI）/産学連携/数理科学/キャリア/一細胞/ゲノム情報/肝炎/肝不全/脳死/膵臓/肝障害/血液/生体肝移植/脳機能/ウイルス/ゲノム/異分野融合/肝移植/個別化医療/臓器移植/臨床研究
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学工学総合生物
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発表日：2025年2月14日
39
急性肝障害はどのような人が急性肝不全に進展しやすいのか？
～AI技術を駆使した新たな分類と予測～
急性肝障害の原因はウイルス性肝炎や薬物性肝障害など様々ですが、急性肝障害の一部は肝機能が急激に低下し急性肝不全へと進展し、その一部は内科治療に反応せず意識障害を伴う昏睡型に重症化します。急性肝不全昏睡型の救命率は約30%に留まるため肝移植が必要となりますが、急性肝障害から急性肝不全昏睡型へ数日で急速に進展することもあり、緊急性が非常に高い疾患です。しかし、内科治療への反応性は予測不能であり、高次医療機関や移植施設への搬送基準は明確ではありませんでした。...
キーワード：情報数理/AI/情報学/人工知能（AI）/産学連携/数理科学/キャリア/一細胞/ゲノム情報/肝炎/肝不全/脳死/膵臓/肝障害/血液/生体肝移植/脳機能/ウイルス/ゲノム/異分野融合/肝移植/個別化医療/臓器移植/臨床研究
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学工学総合生物