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研究キーワード：大阪大学における「シミュレーション」 に関係する研究一覧：55件
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発表日：2026年7月10日
1
CO2と反応性増粘流体を用いた岩石破砕で、 高温・高圧地下環境でも閉じにくいき裂を形成
地熱発電・天然ガス開発など地下資源開発への応用に期待
次世代地熱発電や一部の天然ガス開発などでは、地下深部に形成したき裂が閉じず、流体の通り道として機能し続けることが重要です。しかし、高温・高圧環境では形成したき裂が閉じやすく、従来の支持材も、き裂の奥まで運んで長期的に機能させることが容易ではありません。今回、東北大学大学院環境科学研究科の渡邉則昭教授らの研究グループは、大阪大学大学院工学研究科の緒方奨准教授、地熱技術開発株式会社（GERD）、独立行政法人エネルギー・金属鉱物資源機構（JOGMEC）との共同研究により、研究グループが独自に開発してきたCO₂水押破砕に、新たに反応性増粘流体を導入しました。その結果、き裂を形成・開口させながら...
キーワード：オープンアクセス/火山岩/数値シミュレーション/シミュレーション/資源開発/室内実験/生産性/天然ガス/二酸化炭素/熱応力/APC/体組成
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7月8日
2
見えなかった膜脂質が見える
新技術CLiBアッセイで膜脂質可視化ツールを開発
大阪大学蛋白質研究所 西村多喜 教授、東京大学生産技術研究所 坪山幸太郎 講師、東京大学大学院薬学系研究科 石野雄己 特任研究員、河野望 准教授、大阪大学大学院歯学研究科 Lu Shiou-Ling 助教、野田健司 教授、慶應義塾大学大学院理工学研究科 中垣友希さん（研究当時）、山本詠士 准教授、東京大学大学院医学系研究科 水島昇 教授らの研究グループは、タンパク質と脂質の結合を調べるための新しい実験系「Cell surface Liposome Binding (CLiB)アッセイ」を開発しました。従来、タンパク質と脂質分子の結合を調べるためには多くの実験ステップが必要で、一度に調べ...
キーワード：スループット/人工知能（AI）/ディスプレイ/クローン/オルガネラ/分子進化/生産技術/持続可能/持続可能な開発/シミュレーション/動力学/分子動力学/膜構造/融合タンパク質/ハイスループット/リン酸/MDシミュレーション/シークエンス/膜脂質/生体組織/歯学/スクリーニング/ファージ/プローブ/マクロファージ/リソソーム/生体膜/創薬/培養細胞/ストレス/感染症/抗体/脂質/脂質代謝/次世代シークエンス
他の関係分野：情報学化学生物学工学総合生物農学
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発表日：2026年7月8日
3
水の水素結合ネットワークから人工知能が温度を読み解いた！
深層学習で人間には“見えない”温度情報を予測する手法の開発
大阪大学大学院基礎工学研究科の大学院生の吉川 航平さん（博士後期課程1年）、四方 志さん(博士後期課程３年)、金 鋼准教授、松林 伸幸教授の研究グループは、液体の水における水素結合ネットワークを人工知能に学習させることによって、水分子の配列情報から温度を予測できることを発見しました【図1】。水分子は水素結合を介して互いに結びついています。氷のような固体状態では、各水分子は4つの水分子と水素結合を形成し、正四面体構造に近い規則正しい配列をとります。一方、液体の水では分子配列は乱れた状態となり、水素結合ネットワークは分子間の結合の組み替えを伴いながら、時々刻々と変化しています。この...
キーワード：データ駆動/AI/オープンアクセス/スーパーコンピュータ/ニューラルネットワーク/深層学習/水素結合ネットワーク/水分子/物質科学/分子動力学シミュレーション/高分子/物質設計/分子配列/持続可能/温度依存性/持続可能な開発/熱力学/インタラクティブ/シミュレーション/ニューラルネット/動力学/分子動力学/結晶構造/コンピュータ・シミュレーション/ゆらぎ
他の関係分野：情報学数物系科学化学総合理工工学農学
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発表日：2026年7月7日
4
＼レーザーイオン加速の新機構／ 重水素イオンを加速可能な 「ブーストクーロン爆発」の発見
レーザー駆動中性子源や医療用放射性同位体の生成応用に期待
大阪大学レーザー科学研究所の有川安信准教授、余語覚文教授、量子科学技術研究開発機構のWei Tianyun博士らが、大阪大学レーザー科学研究所の大強度レーザーLFEX（エルフェックス）を薄い重水の層を持つ金属薄膜に照射したところ、準単色の重水素イオンがレーザーの照射面側(図1参照）でも加速されることと、ピークエネルギーが最大約50MeV（...
キーワード：パルス/核融合/高エネルギー/高エネルギー粒子/水分子/陽子/エネルギースペクトル/加速器/中性子/同位体/スペクトル/検出器/重水素/クーロン爆発/レーザー照射/フォトニクス/持続可能/持続可能な開発/アルミニウム/シミュレーション/ナノサイズ/レーザー/放射性同位体
他の関係分野：数物系科学化学工学農学
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発表日：2026年7月1日
5
＼わずかな力で誘電率が激変！／ 「押して作る」ナノドメイン組織が 強誘電体のサイズ効果の限界を超える
ミリサイズ結晶中で連鎖的なナノドメイン形成過程をリアルタイム観察
大阪大学大学院基礎工学研究科の中村篤智教授、李燕助教、卓芳平招へい准教授、芝本健志さん（研究当時博士後期課程学生）、京都大学大学院工学研究科の嶋田隆広教授、笠井恒汰さん（研究当時博士後期課程学生）らの研究グループは、ドイツのダルムシュタット工科大学および中国の清華大学との国際共同研究により、代表的な強誘電体材料であるチタン酸バリウム結晶に、わずか数MPaの圧縮応力を加えるだけで、分極が一方向に揃った巨大なドメインが多数のナノメートルス...
キーワード：トラスト/品質管理/電気分極/X線回折/多結晶/多結晶体/内部構造/固体NMR/フェーズフィールド法/メモリ/誘電体/誘電率/サイズ効果/チタン/チタン酸バリウム/強誘電体/材料設計/単結晶/アクチュエータ/シミュレーション/その場観察/ナノサイズ/ナノスケール/ナノメートル/ひずみ/マイクロ/寸法効果/熱応力/機能制御/結晶構造/構造変化
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学工学総合生物農学
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発表日：2026年6月15日
6
タンパク質液滴の運命はサイズで決まる
微細加工技術を用いてアミロイド形成を左右する新たな競合過程を発見
アルツハイマー病やパーキンソン病などの多くの疾患では、タンパク質が異常に集合することが関わっています。東北大学を中心とする研究グループは、マイクロ微細加工技術を利用して細胞に近い大きさの微小油中水滴を作製し、タンパク質液滴からアミロイド線維ができる過程を観察しました。その結果、タンパク質液滴はアミロイド線維だけでなく、別の固体状態であるアモルファス凝集体にも変化し、両者が競合することを明らかにしました。特に、小さい液滴ではアモルファス凝集体が先にできやすく、アミロイド線維の形成が抑えられました。これは、従来の試験管内実験では見えにくかった準安定な凝集状態が、細胞サイズの微小空間では重要...
キーワード：人工知能（AI）/デルタ/確率論/準安定/物質科学/閉じ込め/速度論/反応場/タンパク質凝集/ラマン/分光測定/評価手法/アモルファス/シミュレーション/ナノメートル/マイクロ/マイクロ流体/制御工学/微細加工/微細加工技術/タウタンパク質/ラマン分光/筋萎縮/評価法/アミロイド/アルツハイマー病/ストレス応答/パーキンソン病/マイクロ流体デバイス/凝集体/神経変性/神経変性疾患/創薬/ストレス/遺伝子/遺伝子発現/筋萎縮性側索硬化症
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
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発表日：2026年6月15日
7
＼血液1滴から赤血球の柔軟性を測定する／ 末梢循環障害の解明に向けた新技術
大阪大学大学院医学系研究科の梶谷憲司特任助教（常勤）、坂田泰史教授と、同大学院基礎工学研究科の和田成生教授らの研究グループは、微細加工技術を用いて作成したマイクロ流路に、指先から採取した血液１滴を流すことで赤血球の柔軟性を数値化する手法を確立しました。赤血球は高い柔軟性を持つため、自身の直径よりも細い毛細血管を通る際に変形を繰り返しながら全身を巡ります。赤血球の柔軟性は、血液の血管通過性に直結するため、血液循環にとって重要な物理的パラメータです。しかし、これまで赤血球の柔軟性を適切に定量評価する方法は確立されていませんでした。研究グループは、半導体製造などにも用いられるナノテク...
キーワード：ソフトマター/内部構造/定量評価/リソグラフィー/シミュレーション/マイクロ/マイクロ流路/半導体/微細加工/流体力/流体力学/力学的特性/微細加工技術/血流/生物物理学/鉄欠乏/肺高血圧/毛細血管/臨床応用/生物物理/評価法/ナノテクノロジー/病態解明/血液/赤血球/血圧/高血圧/循環器疾患/肺高血圧症
他の関係分野：数物系科学工学総合生物農学
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発表日：2026年6月11日
8
＼日本の伝統芸術を、しなやかなロボットへ／ 伸ばすだけで回転する切り紙構造を開発
引っ張る力を回転の力（トルク）に変換する新しい構造設計
大阪大学大学院基礎工学研究科の橋口勲武さん（研究当時：博士後期課程）、中原朋香さん（研究当時：博士前期課程）、福井康太さん（研究当時：博士前期課程）、小林舜典助教、垂水竜一教授の研究グループは、日本の伝統芸術である「切り紙」の発想をもとに、「傾斜した切れ目」を周期的に配置した「円筒型切り紙カイラル構造体」を考案し、これを引き伸ばしたときに生じる回転変形の特徴を明らかにしました。これまでの切り紙構造の研究では、引き伸ばす方向と直角に切れ目を入れた構造体の解析が大半を占めており、切れ目を傾けたときに生じるせん断変形（横ずれ変形）については十分に理解されておらず、応用も進んでいませんでした。...
キーワード：ウェアラブル/ウェアラブルデバイス/カイラリティ/幾何学/数値シミュレーション/エステル/ポリエステル/持続可能/せん断/持続可能な開発/アクチュエータ/シミュレーション/ソフトアクチュエータ/トルク/レーザー/レーザー加工/ロボット/境界条件/構造設計/有限要素法/ステント
他の関係分野：情報学数物系科学化学工学
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発表日：2026年6月11日
9
＼レンズ×AIの共同作業／ 1枚の写真撮影だけで距離を計測＆全焦点画像を復元
ボケに模様を持たせるレンズとAIモデルによる三次元イメージング新技術
大阪大学大学院基礎工学研究科の中村友哉 准教授らの研究グループ（大学院情報科学研究科の河内穂高さん（博士後期課程）、D3センターのJosé Reinaldo Cunha Santos A V Silva Neto 特任研究員（常勤）、八木康史 特任教授（常勤）、長原一 教授（常勤））は、レンズ内に配置した特殊なマスク（符号化開口）が写し出す、距離ごとに異なるボケの模様を手がかりに、撮影された1枚の写真から...
キーワード：画像情報/アルゴリズム/最適化/深層学習/人工知能（AI）/符号化/ノイズ/最適化問題/レンズ/環境認識/持続可能/LiDAR/持続可能な開発/シミュレーション/ロボット/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：2026年6月10日
10
超高強度レーザーとXFELで ナノ構造内部のプラズマを直接可視化
ナノワイヤー中にエネルギーが閉じ込められる仕組みを超高速計測で解明
大阪大学レーザー科学研究所（兒玉了祐所長）の田中大裕さん（当時工学研究科環境エネルギー工学専攻博士後期課程在籍）、重森啓介教授、およびネバダ大学リノ校、レーザー技術総合研究所、高輝度光科学研究センター、理化学研究所、関西大学理工学研究科らの国際共同研究グループは、ナノメートルサイズの細かい柱状構造を多数並べた特殊な材料（ナノワイヤー）に超高強度レーザーを照射し、その内部で生じるプラズマの振る舞いを、X線自由電子レーザー（XFEL）を用いて直接“可視化”することに初めて成功しました。この材料は、「非常に細かい毛のような構造が密集した材料」であり、レーザー光を内部に取り込みやすい特徴を持っ...
キーワード：オープンアクセス/X線自由電子レーザー/核融合/高エネルギー/高エネルギー粒子/自由電子レーザー/閉じ込め/レーザー加熱/観測手法/高強度レーザー/磁場/数値シミュレーション/粒子加速/ナノ構造材料/エネルギー利用/レーザー照射/電子温度/持続可能/エネルギー吸収/計測技術/持続可能な開発/ナノワイヤ/材料設計/シミュレーション/ナノメートル/ナノ構造/ピコ秒/マイクロ/レーザー/レーザー加工/電子顕微鏡/微細構造/光学顕微鏡/プローブ/構造変化
他の関係分野：情報学数物系科学総合理工工学総合生物
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発表日：2026年6月10日
11
「窓ガラスの硬さ・脆さ」を「砂の詰まり」の物理で紐解く
窓ガラスと砂団子の剛性獲得は同じ物理機構に基づく
東京大学大学院総合文化研究科の水野英如助教、筑波大学数理物質系物質工学域の森龍也助教、大阪大学産業科学研究所の南谷英美教授、イタリア・トレント大学のGiacomo Baldi准教授らによる国際共同研究チームは、窓ガラスの硬さと脆さの起源が「砂の詰まり（ジャミング転移）」の物理によって説明できることを示しました。これにより、窓ガラスと砂団子が剛性を獲得する仕組みが、共通の物理機構に基づくことが明らかになりました。砂場の砂を手でぎゅっと握ると砂団子ができる現象は、多くの人にとって身近なものでしょう。この現象は、物質が「硬さ（剛性）」を獲得する仕組みを理解するうえで、基本的な物理現象です。粒...
キーワード：最適化/実験計画/ソフトマター/ソフトマター物理/弱い相互作用/中性子散乱/統計物理/非平衡/分子動力学シミュレーション/計算機シミュレーション/中性子/非弾性/ケイ素/ファンデルワールス力/光散乱/非晶質/材料設計/シミュレーション/シリカ/シリコン/ネットワーク構造/結晶化/周波数/振動励起/動力学/分子動力学/動的構造
他の関係分野：情報学数物系科学化学工学
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発表日：2026年6月10日
12
＼量子力学でひもとく、動く分子の磁気の謎／ 流体の磁化率が増強する仕組みを解明
金属を使わないスピン材料「有機ラジカル」溶液の異常な磁気特性を初めて理論的に再現
大阪大学大学院基礎工学研究科の内田幸明准教授、岸亮平准教授の研究グループは、有機ラジカル溶液の磁化率が固体より大きくなるという、従来の理論では説明できなかった現象の起源を、量子力学的シミュレーションを用いて初めて理論的に解明しました。磁性体の性質を記述する平均場理論は、液晶など他のソフトマター系の記述へとその精神が受け継がれてきました。しかしいずれの理論も、分子が「静止している」あるいは「平均的な配置にある」ことを前提としており、流体中で分子が活発に動き・衝突し合う系の磁気特性を説明する理論は存在しませんでした。本研究では、...
キーワード：スピン系/ソフトマター/開放量子系/揺らぎ/量子スピン/磁化率/数値シミュレーション/液晶/高分子/磁性体/有機ラジカル/有機分子/持続可能/コロイド粒子/温度依存性/持続可能な開発/磁気特性/コロイド/シミュレーション/スピン/量子力学/ラジカル/生体分子
他の関係分野：数物系科学化学総合理工工学
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発表日：2026年5月25日
13
「きれいな」X線レーザーパルス幅計測に成功
背景信号を完全排除し計測精度を格段に向上
理化学研究所（理研）放射光科学研究センタービームライン開発チームの大坂泰斗研究員、SACLAビームライン基盤グループの矢橋牧名グループディレクター、高輝度光科学研究センターXFEL利用研究推進室の登野健介チームリーダー、大阪大学大学院工学研究科の佐野泰久教授らの共同研究グループは、...
キーワード：X線自由電子レーザー/パルス/時間分解/自由電子レーザー/相関関数/非線形/揺らぎ/放射光/数値シミュレーション/分光器/時間分解能/パルスレーザー/X線集光/精密計測/SHG/位相整合/可視光/高調波/第二高調波発生/超短パルス/非線形光学/計測技術/シミュレーション/ダイナミクス/ピコ秒/フェムト秒/マイクロ/レーザー/構造制御/周波数/非線形性/分解能/超短パルスレーザー
他の関係分野：数物系科学総合理工工学総合生物
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発表日：2026年5月11日
14
＼イルカはなぜ速い？に、乱流研究者が答える！／ 「富岳」の力を借りてイルカの遊泳機構を解明
大阪大学大学院基礎工学研究科の本告遊太郎講師、村端秀樹さん（当時博士前期課程）、後藤晋教授の研究グループは、イルカが乱れた流れ（乱流）を生み出しながら速く泳げる秘密が、乱流の中に隠れた「尾びれサイズの大きな渦輪」にあることを明らかにしました。イルカは尾びれを上下に動かし、乱流を作りながら速く泳ぎます。しかし、ぐちゃぐちゃに見える乱流を眺めているだけでは、イルカが速く泳ぐ仕組みは分かりません。そこで、スーパーコンピュータ『富岳』と、最新の乱流理論に基づく解析を駆使することで、イルカの遊泳中に生じる乱流を「渦」の大きさ別に分けて可視化しました。図や可視化動画を見ると、ドーナツ状の大...
キーワード：スーパーコンピュータ/数値シミュレーション/持続可能/省エネ/持続可能な開発/シミュレーション/ロボット/省エネルギー/数値解析/流体力/流体力学/ドローン
他の関係分野：情報学数物系科学工学農学
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発表日：2026年5月11日
15
濡れた壁に高速でぶつかった粒子は強く跳ね返る
ドーム状液膜がブレーキを無効化
川崎重工業株式会社 橋本拓典さん（大阪大学大学院基礎工学研究科 博士後期課程）、有澤秀則さん、篠田祐司さん、大阪大学大学院基礎工学研究科 杉山和靖教授の研究グループは、高速粒子衝突における液膜の影響を明らかにしました (図1)。本研究では、衝突前後の液膜形状の変化と、反発係数 （反発前に対する反発後の粒子スピードの比） を調べました。特に、実験と数値シミュレーションを組み合わせて、気液界面の複雑な挙動と相変化（気化）が及ぼす影響を重点的に分析しました。その結果、衝突速度の増加に伴い、衝突後の液膜形状が「ブリッジ状」(図2(a))から「ドーム状」(図2(b))へと遷移することを見...
キーワード：数値シミュレーション/カーボンニュートラル/持続可能/省エネ/エネルギー吸収/気液界面/持続可能な開発/カーボン/キャビテーション/コーティング/シミュレーション/モーター/モデル化/運動解析/航空機/混相流/最適設計/自動車/省エネルギー/相変化/耐久性/長寿命化/微細加工/物理モデル/微細加工技術/エネルギー変換/技術革新/寿命
他の関係分野：数物系科学工学総合生物農学
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発表日：2026年4月30日
16
構造情報と計算科学を駆使して膜酵素を可溶化
酵素を利用した生物電気化学デバイスの機能向上に貢献
京都大学大学院農学研究科の市川小夏 修士課程学生（現・博士課程学生）、足立大宜 特定研究員、北隅優希 同准教授、白井理 同教授、宋和慶盛 同助教、大阪大学大学院生命機能研究科 日本電子YOKOGUSHI 協働研究所の宮田知子 特任准教授（常勤）、牧野文信 同招へい准教授、難波啓一 同特任教授（常勤）らの共同研究グループは、Gluconobacter oxydansという酢酸菌由来の膜結合...
キーワード：分子動力学シミュレーション/ノイズ/キノリン/キノン/触媒反応/電子移動/酸化還元酵素/電子伝達/酵素電極/電極触媒/アルコール脱水素酵素/生体触媒/脱水素/選択性/電極反応/電池/燃料電池/エタノール/シミュレーション/界面活性剤/酸化還元/電気化学/電子顕微鏡/動力学/分子動力学/組み換え/構造予測/生体内/脂質膜/変異体/酵素活性/アルデヒド/バイオ燃料/クライオ電子顕微鏡/アルコール/生理機能/アミノ酸/構造変化/酸化反応/受容体/電気化学測定/脂質
他の関係分野：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4月24日
17
分子の折りたたみが導く多様なメゾスコピック有機素材
立体的に複雑な分子の自己組織化によるチューブ構造構築を実現
千葉大学国際高等研究基幹の矢貝史樹 教授、大阪大学大学院基礎工学研究科の五月女光 助教、東京科学大学物質理工学院のMartin Vacha 教授、北里大学の渡辺豪 教授、Keele大学のMartin J. Hollamby 講師を中心とする青山学院大学、物質・材料研究機構（NIMS）の研究チームは、タンパク質が生体内で行っている「折りたたみ」を介した自己集合過程をヒントに、有機分子を使って「折りたたみ」を介した自己集合を起こす仕組みを調査しました。その結果、立体的に複雑な構造を持つ発光性分子が、自発的な折りたたみによって適切な...
キーワード：スーパーコンピュータ/光エネルギー/中性子/内部構造/スペクトル/π電子/分子構造/アントラセン/自己組織/ナフタレン/高分子/自己集合/分子集合体/励起エネルギー移動/光合成/有機分子/ACT/エネルギー移動/人工光合成/発光材料/有機材料/ベンゼン/材料設計/シミュレーション/ポリマー/原子間力顕微鏡/電子顕微鏡/電子顕微鏡観察/動力学/分子動力学/ナノチューブ/生体内/組織化/生体分子/分子集合/分子設計
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
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発表日：2026年4月24日
18
メガワット級・3,070個の光渦同時生成に世界で初めて成功
大規模・高出力を両立する新しい光制御基盤を実証
大阪大学レーザー科学研究所の中田芳樹准教授、レーザー技術総合研究所の宮永憲明（大阪大学名誉教授）、小坂悠起さん、吉田匡孝さん（研究当時、共に大阪大学大学院工学研究科博士前期課程在籍）らの研究グループは、光の波面が渦を巻いて進む「光渦」を 3,070 個同時に整列させた大規模光渦アレイ（メガ光渦）を、メガワット級の高出力で生成することに成功しました。これまで光渦の「大規模化」と「高出力化」はそれぞ...
キーワード：並列化/軌道角運動量/特異点/広帯域/キラル/フォトニクス/シミュレーション/ナノ構造/レーザー/レーザー加工/光学素子/超並列/光制御
他の関係分野：情報学数物系科学化学工学総合生物
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発表日：2026年4月18日
19
抗ヘルペスウイルス薬が働く仕組みを原子レベルで解明
実験と計算を組み合わせ、次世代抗ウイルス薬開発への道を開く
横浜市立大学医学部 生化学教室の佐藤 光助教と仙石 徹准教授らの研究グループは、東京大学大学院理学系研究科 濡木 理教授、大阪大学大学院薬学研究科 福澤 薫教授、量子科学技術研究開発機構 河野秀俊博士との共同研究で、単純ヘルペスウイルスのDNA複製に必要なタンパク質の構造を決定し、抗ヘルペスウイルス薬がどのようにその働きを阻害するかを解明しました。本研究は、他のヘルペスウイルスにも効果を示す次世代抗ウイルス薬の開発に道を開くと期待されます。本研究成果は、米国の国際科学雑誌「Cell Chemical Biology」に掲載されました（日本時間2026年4月16日午前0時）。...
キーワード：スーパーコンピュータ/人工知能（AI）/先端技術/分子動力学シミュレーション/量子化/量子化学/量子化学計算/タンパク質複合体/加水分解/水分解/持続可能/持続可能な開発/HPC/シミュレーション/モデリング/電子顕微鏡/動力学/分子動力学/クライオ電子顕微鏡/ウイルス感染症/単純ヘルペスウイルス/ATP/DNA複製/RNA/スクリーニング/ヘルペスウイルス/ラット/抗ウイルス薬/自己免疫/自己免疫疾患/阻害剤/創薬/相互作用解析/副作用/分子軌道計算/膜タンパク質/立体構造/ウイルス/感染症/認知症
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
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発表日：2026年4月14日
20
集積可能なLED構造での低ロス円偏光生成を実証！
電子・光状態のハイブリッド制御を駆使し、次世代光技術の実現に貢献
大阪大学大学院工学研究科の市川修平准教授、博士後期課程の村田雄生さん、小島一信教授らの研究グループは、株式会社アルバックの戸田晋太郎氏と協力し、半極性面InGaN量子井戸とストライプ型SiNₓメタサーフェスを組み合わせた新しい高効率円偏光源を開発しました。照明用高効率光源として広く普及している極性面InGaN LEDからの発光は一般に無偏光であり、無偏光から円偏光成分を抽出する従来の方式では、変換効率50%が理論限界でした。また、これまでの円偏光LEDは、「高い...
キーワード：3Dディスプレイ/ウェアラブル/拡張現実/最適化/情報通信/量子情報/量子通信/スペクトル/発光スペクトル/直線偏光/ディスプレイ/複屈折/円偏光/有機金属/走査型電子顕微鏡/MOVPE/デバイスプロセス/光センシング/持続可能/持続可能な開発/発光ダイオード（LED）/電子状態/シミュレーション/センシング/ナノ構造/マイクロ/屈折率/結晶成長/光学測定/耐久性/電子顕微鏡/半導体/量子井戸/エネルギー変換/インジウム/バイオイメージング
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学総合理工工学農学
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発表日：2026年4月3日
21
量子コンピュータ「叡-Ⅱ」の運用開始
144量子ビットチップによる量子コンピュータの実用化加速
理化学研究所（理研）量子コンピュータ研究センターの中村泰信センター長、萬伸一副センター長、大阪大学量子情報・量子生命研究センター（QIQB）の北川勝浩センター長（同特任教授（常勤））、森俊夫特任研究員（常勤）らの共同研究グループは、144量子ビットチップを搭載した新型量子コンピュータ「叡-Ⅱ（エイツー）」の量子計算クラウドサービスを3月26日に開始しました。これは、2023年3月に公開した64量子ビットチップを搭載した国産量子コンピュータ「叡」と比べて、量子ビット数を2倍以上に増加させ、古典コンピュータでは実現しえない規模の量子計算を可能にします。サービスのユーザーは、従来の「叡」と量子シミュ...
キーワード：ハードウェア/インターフェース/コンピューティング/GUI/アルゴリズム/インターネット/クラウド/量子計算/開発環境/コンパクト化/量子コンピュータ/量子シミュレーション/量子情報/超伝導/量子ビット/量子コンピューティング/キャリブレーション/シミュレーション/シミュレータ/センシング/マイクロ/マイクロ波/メンテナンス/共振周波数/周波数/長寿命化/量子力学/寿命
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学総合理工工学
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発表日：2026年3月17日
22
気象学と制御工学の協奏で探る台風制御可能性
現実的な台風抑制技術の発見に向けた第一歩
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...
キーワード：データ駆動/クラウド/社会的意思決定/カオス/気象学/水蒸気/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
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発表日：2026年3月16日
23
世界最大の 量子化学用量子回路シミュレーションに成功
独自の並列計算技術により従来の限界を突破し、 量子コンピュータの実用化を加速
大阪大学 量子情報・量子生命研究センター（QIQB）の水上渉教授、平岡昇真技術補佐員、西田翔技術補佐員、株式会社フィックスターズ（本社：東京都港区、代表取締役社長 CEO：三木 聡）の寺西勇裕さんらの研究グループは、大規模GPUクラスタ向け量子化学用量子回路シミュレータ「chemqulacs-gpu」を開発し、その実証実験において、状態ベクトル型シミュレータとして、問題サイズ・量子回路サイズともに世界最...
キーワード：ハードウェア/量子アルゴリズム/コンピューティング/ベンチマーク/GPU/アルゴリズム/スーパーコンピュータ/最適化/人工知能（AI）/量子計算/ハミルトニアン/計算量/物質科学/量子コンピュータ/量子化/量子情報/気候変動/量子化学/量子化学計算/量子ビット/ボトルネック/量子コンピューティング/シミュレーション/シミュレータ/スピン/実証実験/並列計算/パフォーマンス/創薬
他の関係分野：情報学数物系科学化学総合理工工学
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発表日：2026年3月12日
24
MALDI質量分析法による 組換えアデノ随伴ウイルスのセロタイプ同定法を開発
より正確、迅速な医薬品製造・品質分析に向けて
大阪大学大学院工学研究科の中塚遼治さん（博士後期課程、（株）島津製作所）、劉宴男さん（博士前期課程）、津中康央特任准教授（常勤）、鳥巣哲生准教授、山口祐希助教、内山進教授、株式会社島津製作所および株式会社ユー・メディコらの研究グループは、MALDI質量分析法（以下、「MALDI-MS」）を用いて、組換えアデノ随伴ウイルス（以下、「rAAV」）のセロタイプを同定する手法を新たに開発しました。rAAVのセロタイプは遺伝子治療薬の効果や安全性などに直結する重要な要素で、これまで...
キーワード：アルゴリズム/ワークフロー/最適化/品質管理/質量分析装置/質量分析法/スペクトル/ELISA法/質量分析/持続可能/持続可能な開発/シミュレーション/変異体/ELISA/SPECT/アデノ随伴ウイルス/ベクター/アミノ酸置換/アミノ酸/バイオ医薬品/遺伝子治療/細胞治療/臨床試験/ウイルス/遺伝子/遺伝子発現/抗体/標準化
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発表日：2026年3月11日
25
対称性による量子測定アルゴリズムの加速を発見
誤り耐性量子シミュレーションの実用化に向けて
東京大学大学院工学系研究科の小泉 勇樹 大学院生、同大学素粒子物理国際研究センターの吉岡 信行 准教授、慶應義塾大学大学院理工学研究科の和田 凱渡 大学院生、大阪大学量子情報・量子生命研究センターの水上 渉 教授らによる研究グループは、量子コンピュータの計算対象が従う対称性を活用し、多数の物理量を効率的かつ高精度に測定する量子アルゴリズムを開発しました。これまでの測定手法においては、量子力学的な理論限界である「...
キーワード：量子アルゴリズム/アルゴリズム/タスク/量子計算/ハバード模型/高エネルギー/対称性/電子相関/物性物理/量子コンピュータ/量子シミュレーション/量子化/量子情報/量子相関/量子測定/量子多体系/スケーリング/素粒子/素粒子物理/量子化学/シミュレーション/スピン/量子力学
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発表日：2026年2月25日
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＼波力発電のブレークスルーとなるか／ ジャイロ式波力発電が広帯域・高効率で発電できることを理論的に解明
大阪大学大学院工学研究科の飯田隆人准教授は、ジャイロ式波力発電を対象に、波と浮体とジャイロの連成を考慮した、流体力学的な理論解析を行い、ジャイロ式波力発電が線形理論上は波の周波数に依らず、常に理論上の最大エネルギー回収効率を達成できることを理論的に証明しました。従来方式の浮体式波力発電は、浮体が波に同調して揺れる共振時にのみ、エネルギー回収効率が最大になることが知られていました。そのため様々な周波数の波が混在する海洋では総発電量は限られ、海上から陸上への送電コストに見合う採算性を確保することが難しいという課題がありました。今回、飯田准教授はジャイロ式波力発電に対して世界で初めて...
キーワード：海洋/広帯域/数値シミュレーション/理論解析/持続可能/持続可能な開発/シミュレーション/共振周波数/周波数/流体力/流体力学/力学的特性/連成解析
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発表日：2026年2月18日
27
抗ウイルス薬ファビピラビルの活性化 の鍵となる酵素反応を可視化
高い薬効を発揮できる新薬の創製へ向けた新たな手法開拓
北里大学大学院薬学研究科の杉木俊彦准教授と吉田智喜助教、大阪大学量子情報・量子生命研究センターの根来誠教授、大阪大学蛋白質研究所の藤原敏道名誉教授、量子科学技術研究開発機構量子生命科学研究所の高草木洋一グループリーダー、名古屋大学大学院情報学研究科の塚本眞幸講師、愛知工業大学工学部の森田靖教授らの研究グループは、抗ウイルス薬であるファビピラビルがヒト体内の酵素であるヒポキサンチン-グアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ (HGPRT) により代謝され、抗ウイルス効果を発揮できる形（活性型）に変換される過程を核磁気共鳴 (NMR) 分光法でリアルタイムに観測する手法を確立し、さらに計算科学を組...
キーワード：自由エネルギー/情報学/磁気共鳴/分子動力学シミュレーション/量子情報/ホットスポット/速度論/分子構造/反応速度/シミュレーション/フッ素/動力学/分解能/分子動力学/量子力学/技術革新/酵素活性/遺伝子工学/ウイルス感染症/酵素反応/パンデミック/新型コロナウイルス/MRI/アミノ酸/プロドラッグ/核磁気共鳴/抗ウイルス薬/創薬/ウイルス/遺伝子/感染症/新型コロナウイルス感染症/新型コロナウイルス感染症
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発表日：2026年2月4日
28
＼「骨に近い柔らかさ」を持つ次世代インプラント材料へ大きな一歩／ 結晶構造変化の前兆を利用した生体用合金の新設計原理
チタン合金を柔らかくする原子運動を解明
大阪大学大学院工学研究科の多根正和教授らの研究グループは、インプラント材料として重要な体心立方（bcc）型チタン合金において、その低ヤング率化の起源が、別のより安定な結晶構造への相転移の前触れとして生じる活発な原子運動による応力緩和であることを、世界で初めて解明しました。本研究では、新たな生体用インプラント材料として有望視されているチタン-ニオブ（Ti-Nb）合金を用い、室温から極低温域(約-250℃)までの幅広い温度範囲で、ヤング率と応力緩和によるエネルギー散逸を精密に測定しました。これにより、Ti-Nb合金は通常の金属材料とは異なり、－120℃付近でヤング率が大きく低下するという特...
キーワード：高齢化社会/相転移/弾性率/材料科学/生体適合性/高齢社会/持続可能/持続可能な開発/チタン/ニオブ/マルテンサイト/ヤング率/材料設計/シミュレーション/チタン合金/ナノスケール/応力緩和/極低温/金属材料/耐食性/動力学/分子動力学/結晶構造/MDシミュレーション/超高齢社会/関節/人工関節/ゆらぎ/インプラント/構造変化/高齢化/手術/生活の質/生体材料
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発表日：2026年1月23日
29
＼冷やしても電子のスピンは凍りつかない？／ 氷のような乱れによって電子のスピンが 低い温度でも揺らいでいる状態を発見
電子スピンがもつれながら揺らぐ機構の解明に期待
大阪大学大学院理学研究科の花咲徳亮教授らの研究グループは、原子の並びが氷のように乱れた物質において、極めて低い温度になっても電子の量子スピンが揺らいでいる状態を世界で初めて明らかにしました。世の中の物質は、温度が下がると結晶化することがよく知られています。これは、原子間や分子間にはたらく相互作用のエネルギーが低くなるように、原子や分子が整列するためであり、...
キーワード：学際研究/フラストレーション/高エネルギー/磁気共鳴/熱測定/物質科学/揺らぎ/量子コンピュータ/量子スピン/J-PARC/エントロピー/ミュオン/加速器/中性子/スペクトル/磁場/共鳴状態/スピン緩和/持続可能/ベンゼン/持続可能な開発/熱力学/スピネル/チタン/電子状態/シミュレーション/スピン/ダイナミクス/マグネシウム/極低温/金属材料/結晶化/原子力/酸化物/核磁気共鳴
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発表日：2026年1月5日
30
気体と液体を混ぜる回転ローターの エネルギー損失メカニズムを解明
動力伝達装置、攪拌機などの効率向上に資する設計指針を提供
大阪大学大学院基礎工学研究科 河村真佑さん（博士後期課程）、杉山和靖教授（理化学研究所光量子工学研究センター 客員研究員兼任）、東京大学大学院工学系研究科 渡村友昭講師（理化学研究所光量子工学研究センター 客員研究員兼任）の研究グループは、動力伝達装置、冷却システム、化学攪拌機など、様々な産業分野で使われる「ローター駆動型気液二相流」におけるエネルギー損失メカニズムを詳細に解明しました。本研究では、エネルギー損失が局所的なピークを示す現象（損失最大化）(図１)に焦点を当て、実験とスーパーコンピュータ...
キーワード：スーパーコンピュータ/最適化/情報セキュリティ/非線形/時間変動/数値シミュレーション/数値計算/エネルギー効率/持続可能/省エネ/気液界面/固有振動数/持続可能な開発/SQUID/シミュレーション/スロッシング/トルク/気液二相流/混相流/自動車/長寿命化/二相流/寿命
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発表日：2025年12月23日
31
レーザー核融合点火を支配する“隠れた法則”を発見
多段衝撃波による超高密度圧縮の新理論
大阪大学レーザー科学研究所の村上匡且教授の研究グループは、レーザー核融合や高エネルギー密度物理の分野で、複数の衝撃波が段階的に収束・重なり中心で反射する現象を理論的に記述する、全く新しい枠組み――SCS（Stacked Converging Shocks）理論を確立しました。レーザーで物質を極限まで圧縮する「レーザー核融合」。その中心的課題である多段衝撃圧縮の物理過程を、世界で初めて解析的に解明しました。従来の...
キーワード：スーパーコンピュータ/最適化/人工知能（AI）/自己相似/自己相似性/スケーリング則/核融合/高エネルギー/物質科学/エントロピー/スケーリング/超高圧/自己相似解/衝撃波/数値シミュレーション/衝撃圧縮/SQUID/シミュレーション/レーザー/ショック
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発表日：2025年12月22日
32
イオントラップ量子ビットのクラウド接続を実現
クラウド経由で¹⁷¹Yb⁺イオンを用いた量子ゲート実行に成功
大阪大学量子情報・量子生命研究センター（QIQB）の西孝一郎講師（研究実施当時／現所属: Qubitcore株式会社）、豊田健二教授らの研究グループは、¹⁷¹Yb⁺イオンを用いたイオントラップ量子ビットをクラウド接続により動作させるための技術開発を行い、実際に遠隔から量子ビットを制御するクラウド接続試験を実施しました。本研究では、イオンのロードから状態準備・観測、...
キーワード：量子アルゴリズム/コンピューティング/アルゴリズム/クラウド/量子計算/情報通信/イオントラップ/コヒーレンス/パルス/超微細構造/量子コンピュータ/量子シミュレーション/量子情報/イオン化/量子ビット/ラマン/パルスレーザー/レーザー照射/量子コンピューティング/シミュレーション/トラップ/ピコ秒/マイクロ/マイクロ波/モニタリング/レーザー/遠隔操作/自動化/周波数/微細構造/ラット
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発表日：2025年10月1日
33
トポロジーで紐解くアモルファスの硬さが決まるメカニズム
柔らかさの鍵は階層構造
大阪大学産業科学研究所の南谷英美教授、産業技術総合研究所マテリアルDX研究センターの中村壮伸主任研究員、岡山大学学術研究院異分野融合教育研究領域（AI・数理）の大林一平教授、東京大学大学院総合文化研究科の水野英如助教からなる研究グループは、アモルファスにおける力学応答の構造的要因を、数学のトポロジーを応用した手法によって明らかにしました。アモルファス構造を持つ材料は、結晶とは異なる電気伝導特性や機械特性を持っており、太陽電池やコーティング材料など幅広く応用されています。アモルファスにひずみを加えると、ひずみに沿った変位以外に、不均一な原子の変位が生じます。これは...
キーワード：人工知能（AI）/空間分布/ホモロジー/多面体/トポロジー/物質科学/分子動力学シミュレーション/データ解析/太陽/アモルファスシリコン/トポロジカル/非晶質/機械的特性/持続可能/持続可能な開発/秩序構造/アモルファス/太陽電池/電気伝導/電池/コーティング/シミュレーション/シリコン/ネットワーク構造/ひずみ/階層構造/動力学/分子動力学/層構造/ステント/異分野融合
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発表日：2025年9月30日
34
マイクロ流路を流れる柔らかい粒子の集まり方を解明
スーパーコンピュータ「富岳」が解き明かす，細胞選別の新原理
大阪大学大学院基礎工学研究科 廣畑佑真さん（博士後期課程）、杉山和靖教授（理化学研究所光量子工学研究センター 客員研究員兼任）、関西大学システム理工学部 関眞佐子教授、板野智昭教授、佐井一総さん（修士課程（当時））、丹下祐希さん（修士課程（当時））、 西山朋宏さん（修士課程）、岡山大学学術研究院環境生命自然科学学域 鈴木大介教授、湊遥香講師（特任）らの研究グループは、マイクロ流路内における粒子の集束パターンが粒子の慣性と変形性によって劇的に変化することを明らかにしました。硬い粒子が流路の壁近くに集まるのに対し、やわらかいヒドロゲル粒子は流路断面の中心や対角線上に集まることを実証しました。...
キーワード：スーパーコンピュータ/情報基盤/非線形/相転移/数値計算/ヒドロゲル/持続可能/持続可能な開発/大規模数値計算/SQUID/シミュレーション/マイクロ/マイクロ流体/マイクロ流路/流体力/流体力学/医工学/早期診断/リキッドバイオプシー/がん細胞/バイオテクノロジー/マイクロ流体デバイス/血液/早期発見
他の関係分野：情報学数物系科学工学総合生物
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発表日：2025年8月30日
35
＼がんの暑さ対策？／ がん特異的代謝の役割の一端を解明
バイオと情報を融合した代謝解析技術で可能に
大阪大学大学院情報科学研究科岡橋伸幸准教授、松田史生教授ら(バイオ情報工学)と金沢大学がん進展制御研究所髙橋智聡教授、河野晋助教の研究グループは、バイオテクノロジーと情報技術を融合させることで、がん細胞のエネルギー代謝の流れを計測し、コンピュータ上で正確に予測できる技術を世界で初めて開発しました。がん細胞は、活発な増殖に必要な多量のエネルギーを、細胞内のがん特異的代謝経路で獲得しています。しかし...
キーワード：がん研究/フラックス/生物工学/エネルギー効率/持続可能/計測技術/持続可能な開発/シナリオ/シミュレーション/トランスオミクス/哺乳類/iPS細胞/オミクス/オミクス解析/解糖系/ATP/エネルギー代謝/がん細胞/がん治療/バイオテクノロジー/創薬/免疫細胞/抗体
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発表日：2025年8月27日
36
テングザルは大きな鼻で声の個性を発揮
動物園と霊長類学、機械工学とのコラボ
大阪大学大学院人間科学研究科の西村剛教授と、立命館大学理工学研究科の徳田功教授、京都大学野生動物研究センターの松田一希教授らの研究グループは、東南アジアの熱帯雨林に生息するテングザルのオスが、天狗のような大きな鼻を通じて発する声を使って、個体認証している可能性があることを発見しました。テングザルのオスは、成体になるにつれて鼻(外鼻)が大きく発達します。その大きな鼻は、見た目からオスのステータスを示すほか、声の高さを低くして体の大きさをアピールしていると考えられてきました。サルに限らず、さまざまな動物において、声の高さは、それを発する個体の体の大きさとよく相関していることから、相手の体の...
キーワード：音声コミュニケーション/画像データ/インターフェース/人類学/霊長類/持続可能/持続可能な開発/シミュレーション/音響計測/周波数/熱帯雨林/生物資源/コミュニケーション
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発表日：2025年8月9日
37
糖鎖による抗体ダイナミクスの制御機構を解明
分子経絡が抗体医薬設計の新たな鍵に
自然科学研究機構（生命創成探究センター）の谷中冴子 准教授（現 東京科学大学 准教授）、加藤晃一 教授（生命創成探究センター、名古屋市立大学）らは、抗体の糖鎖修飾、特にガラクトース付加が、抗体分子の構造と動態に及ぼす影響を原子レベルで解明しました。本研究の成果は、国際科学雑誌 「Proceedings of the National Academy of Sciences of the Unit...
キーワード：ネットワーク解析/最適化/免疫機能/産学連携/分子動力学シミュレーション/安定同位体/同位体/シミュレーション/スピン/ダイナミクス/動力学/分子動力学/医工学/構造・機能相関/病原体/遺伝子工学/糖鎖修飾/酵素反応/ナノテクノロジー/アミノ酸/コンフォメーション/ラット/抗原/抗体医薬/構造変化/自己免疫/自己免疫疾患/受容体/動的構造/免疫応答/遺伝子/抗体
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発表日：2025年7月30日
38
＼「見えない建物被害」も見抜く！？／ 水害後建物被害評価AIの新たなベンチマークを開発
見落としを防ぐ「再現率」重視のアプローチで人命救助に貢献
大阪大学大学院工学研究科のYU Jiaxiさん (２０２5年３月博士前期課程修了)、福田知弘教授、矢吹信喜名誉教授（現・東京都市大学特任教授）の研究グループは、水害後の建物被害を迅速かつ正確に評価するための新たなAI技術を開発しました。本技術は、ラベル付きの訓練データが限られるという災害時の典型的な課題に対応するため、深層学習と半教師あり学習を組み合わせた点が特徴です。迅速かつ正確な建物被害評価（BDA）は効果的な災害対応に不可欠ですが、災害直後に大量のラベル付きデータを入手することの困難さや、衛星画像における被害の兆候が微妙であるという課題に直面しています。既存の深層学習による変化検...
キーワード：アーキテクチャ/ベンチマーク/複合現実感/タスク/フレームワーク/深層学習/人工知能（AI）/自然災害/正則化/エントロピー/衛星/トレードオフ/持続可能/持続可能な開発/シナリオ/シミュレーション/デジタルツイン/災害対応/地滑り/ドローン/衛星画像/ラット
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発表日：2025年7月30日
39
野生動物の多様な“痕跡”の画像から種の推定を可能にするAIモデルを開発
門知識がなくても非侵襲的に動物の種を識別できる新たなアニマルトラッキングAIモデル
国立研究開発法人 産業技術総合研究所（以下「産総研」という）人工知能研究センター 片岡裕雄 上級主任研究員は、大阪大学大学院 情報科学研究科 マルチメディア工学専攻 篠田理沙 特任助教（常勤）と共同で、動物の痕跡から動物種を推定するAIモデルを開発しました。足跡や糞など、動物が残した“痕跡”を手がかりに、その生息状況を把握する「アニマルトラッキング」は、直接観察することが難しい野生動物の情報を得...
キーワード：セグメンテーション/トラッキング/ベンチマーク/物体検出/AI/アノテーション/マルチメディア/画像認識/人工知能（AI）/アセスメント/人間活動/生物多様性保全/データ収集/気候変動/シミュレーション/センサー/ロボット/環境アセスメント/自動化/生態系/生物多様性/非侵襲
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発表日：2025年7月29日
40
目に見える粉体でも、原子の結晶と同様に “転位すべり”が起こる
1点の欠陥によって、小さな力で粒状物質全体が変形することを発見
大阪大学大学院理学研究科宇宙地球科学専攻の仲井文明特任研究員（常勤）、佐々木勇人さん（博士後期課程）、桂木洋光教授、名古屋大学大学院工学研究科の畝山多加志准教授、および東京理科大学先進工学部の吉井究助教から成る共同研究グループは、多数の固体粒子で構成される粒状物質（粉体）において、“転位すべり”と呼ばれる特異な変形メカニズムが生じることを世界で初めて発見しました。転位すべりは、金属や半導体など、原子レベルの微小な結晶が変形する際に生じる基本的な現象です。しかし、砂や食品粉末、ガラスビーズのような目に見える大きさの固体粒子が集まった“粉体”においても同様の現象が起こるのか、また、どのよう...
キーワード：スーパーコンピュータ/地球科学/変形理論/数値計算/持続可能/せん断/持続可能な開発/ヤング率/シミュレーション/せん断強度/レオロジー/機能性材料/結晶欠陥/半導体/摩擦係数/離散要素法/機能性/結晶構造
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発表日：2025年7月28日
41
液体のエントロピーの第一原理計算に成功
実験データを使わず液体の化学反応を予測可能にする
大阪大学産業科学研究所 白井光雲招へい教授の研究グループは、液体のエントロピーについて、経験的パラメータを用いることなく計算する方法を開発しました。これまで、液体のエントロピーの計算には標準理論というものがなく、どう計算するかはほとんど手探りの状態でした。そのため、液体を含む化学反応は精度の高い予測ができていませんでした。今回の研究成果により、液体に対してあらゆる種類の実験データを参照することなく、原子種の指定のみという理論の枠内でエントロピーが計算できるようになりました。これにより、液体を利用した物質合成プロセスは理論予測が可能なものとなり、結晶成長、精練、触媒処理ほか、液体...
キーワード：自由エネルギー/統計力学/標準理論/物質科学/分配関数/エントロピー/融点/フォノン/温度依存性/熱力学/シミュレーション/結晶成長/第一原理/第一原理計算/動力学/分子動力学/結晶構造/MDシミュレーション/ナトリウム
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発表日：2025年7月22日
42
ミクロの“刃”が作る極限磁場の世界
ギガ・ガウス級の超高磁場を生む自己組織的レーザー爆縮
大阪大学レーザー科学研究所の村上匡且教授らの研究グループは、レーザーとマイクロ構造体との相互作用を通じて、従来の方式とは全く異なる機構でギガガウス級（数百キロテスラ）の超強磁場を自己発生させる物理原理を提案し数値実験でこれを実証しました。研究チームは、「内壁に鋸歯状ブレード構造を持つ中空円筒（ブレード付きマイクロチューブ）」（図1参照）を超短パルスレーザーで照射することで、外部磁場を一切用いずに、中心軸上に強力なループ電流と磁場が自己発生することを2次元PICシミュレーションにより実証しました。この「ブレード型マイクロチューブ爆縮（BMI）」と呼ばれる新方式を使うと、電子とイオンが反対...
キーワード：スーパーコンピュータ/Zピンチ/スケーリング則/パルス/核融合/強磁場/高エネルギー/高磁場/対称性/超強磁場/非対称性/量子電磁力学/スケーリング/数値実験/中性子/プラズマ物理/磁場/中性子星/自己組織/パルスレーザー/超短パルス/SQUID/シミュレーション/マイクロ/レーザー/解析モデル/高効率化/電磁力/超短パルスレーザー
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発表日：2025年7月15日
43
＼街の緑の評価を、「量」から「質」へ／ 深層学習による都市緑地の高精度評価システムを開発
多時相解析フレームワークでスマートに季節感あふれる緑地計画支援
大阪大学大学院工学研究科のHU Anqi 特任研究員（常勤）、矢吹信喜名誉教授（現・東京都市大学特任教授）、福田知弘教授の研究グループは、都市緑地の多時相評価を目的とした新たな解析フレームワークを開発しました。本技術は、ストリートビュー画像から得られる都市景観情報をもとに、深層学習と3D再構成技術を組み合わせることで、植物種別の季節変化を高精度に定量化できる点が特徴です。従来の都市緑地評価手法には、「植物種や季節変化に関する情報を反映できない」、「視点の標準化が困難で、時期や場所による撮影条件の違いにより一貫性のある比較分析ができない」、「植物の季節変化や多様性に対応した動的な評価指標...
キーワード：セグメンテーション/画像データ/複合現実感/アノテーション/フレームワーク/ワークフロー/深層学習/人工知能（AI）/先端技術/季節変化/都市緑地/気候変動/種多様性/SfM/持続可能/都市景観/持続可能な開発/都市空間/比較分析/評価手法/シミュレーション/デジタルツイン/実証実験/都市計画/景観生態学/緑地計画/ウシ/TEMPO/スギ/ドローン/生態学/標準化
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発表日：2025年7月9日
44
宇宙を読み解く新たな知性: 量子×AIで異常なエネルギー放射現象を発見
X線宇宙観測データと量子機械学習の融合による世界初の成果
大阪大学大学院理学研究科の川室太希助教、立教大学の山田真也准教授、酒井優輔さん（博士後期課程）、理化学研究所の長瀧重博主任研究員、松浦俊司上級研究員、東北大学の山田智史助教らによる研究グループは、欧州宇宙機関(ESA)が運用するX線天文衛星XMM-Newtonがこれまで約24年間にもわたり取得してきた大規模な宇宙のX線変動データから、量子コンピュータと機械学習を組み合わせた量子機械学習モデルを構築し適応することで、113件の異常なエネルギー(X線)放射現象を捉えることに成功しました。近い将来、今以上に宇宙の変化を捉えるために膨大な量の動画データが取得されると考えられています。そこで、人...
キーワード：ニューラルネットワーク/機械学習/人工知能（AI）/量子計算/宇宙の構造形成/量子コンピュータ/量子情報/埋め込み/ブラックホール/衛星/時間変動/天文学/望遠鏡/構造形成/持続可能/持続可能な開発/シミュレーション/ニューラルネット/短期記憶
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発表日：2025年6月20日
45
“ゼロレベル魔法状態蒸留法”を構築
誤り耐性量子コンピュータに必要な量子ビット数を大幅に削減！
大規模な誤り耐性量子コンピュータに必要となる特殊な量子状態「魔法状態」を、低コストで蒸留する「ゼロレベル...
キーワード：誤り訂正/誤り訂正符号/プロトコル/符号化/量子計算/量子コンピュータ/量子テレポーテーション/量子化/量子情報/数値シミュレーション/超伝導/量子化学/量子化学計算/量子ビット/量子デバイス/シミュレーション/手術
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発表日：2025年6月12日
46
跳ねるおもちゃがパチンと鳴る仕組み
次世代のソフトロボット技術に活用
慶應義塾大学大学院理工学研究科の阿部宝(研究当時修士課程2年)，中原行健(博士課程1年)，同大学理工学部機械工学科の高橋英俊准教授，石上玄也教授，佐野友彦専任講師，大阪大学大学院基礎工学研究科の橋口勲武(博士課程3年)，小林舜典助教，垂水竜一教授らによる研究グループは，薄い半球状のシェル構造が跳躍する仕組みを明らかにしました．近年，ソフトロボットが開発されていますが，ソフトロボットの挙動は材料特性や環境との複雑な相互作用に影響されるため，性能の予測が困難であり，経験的な設計が必要でした．本研究では，跳躍するおもちゃ(ポッピンアイ)に着想を得て，跳躍ソフトロボットの基本構造の１つである半...
キーワード：性能予測/最適化/多様体/幾何学/計算機シミュレーション/相転移/数値シミュレーション/空気圧/材料特性/シミュレーション/ダイナミクス/パターニング/ロボット/材料力学/大変形
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発表日：2025年6月6日
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ギガ電子ボルト級陽子ビームの生成に成功
革新的なレーザー加速法を世界初実証
大阪大学レーザー科学研究所の村上匡且教授の研究グループは、マイクロノズル構造を有する特殊ターゲットに超高強度レーザーを照射することで、ギガ電子ボルト（GeV）級という極めて高エネルギーの陽子ビームを生成する新たな加速原理「マイクロノズル加速」を発見し、スーパーコンピューターを用いた数値シミュレーションにより、その原理の実証に世界で初めて成功しました。この新技術により、従来のレーザー加速法に比べて...
キーワード：オープンアクセス/スーパーコンピュータ/陽子ビーム/放射線防護/核融合/強磁場/高エネルギー/超強磁場/陽子/加速器/高強度レーザー/素粒子/磁場/数値シミュレーション/粒子加速/SQUID/アルミニウム/シミュレーション/ピコ秒/マイクロ/レーザー/水素化/非破壊検査/技術革新/プロトン/重粒子線/がん治療/放射線
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発表日：2025年5月30日
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構造変換機能を示す三回対称性の超分子集合体開発に成功
センサー、メモリ、省エネデバイスなどへの応用展開に期待
有機材料は、その分子集合様式や分子間に働く様々な相互作用を化学的に制御することによって多彩な機能を引き出すことができます。現在の電子デバイスのほとんどはシリコンに代表される無機材料で作られていますが、有機材料に置き換えることによって、柔らかくて曲げに強い、真空装置がいらない印刷技術で、短時間で製造できるなど様々な利点があります。東北大学多元物質科学研究所の笠原遥太郎助教、出倉駿助教と芥川智行教授および信州大学学術研究院理学系の武田貴志准教授らの研究グループは、三回対称性を持つ有機分子が形成する超分子集合体を用いて、溶媒条件により...
キーワード：ウェアラブル/ウェアラブルデバイス/オープンアクセス/スーパーコンピュータ/最適化/クロスオーバー/水素結合ネットワーク/対称性/物質科学/X線回折/相転移/環境調和/π共役系/構造形成/自己組織/アミド/化学センサー/光学材料/分子集合体/有機分子/ACT/ファイバー/メモリ/電子デバイス/分子配列/有機材料/スマート材料/トルエン/省エネ/無機材料/二次構造/熱力学/ナノファイバー/環境負荷低減/光学特性/AFM/シミュレーション/シリコン/センサー/環境負荷/機能性材料/省エネルギー/動力学/分子シミュレーション/分子動力学/構造変換/環境応答性/機能性/環境応答/アミノ酸配列/APC/組織化/超分子/アミノ酸/オリゴマー/生体分子/分子集合/分子設計
他の関係分野：情報学数物系科学化学総合理工工学総合生物農学
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発表日：2025年5月22日
49
最古の体内時計が日の出を知らせた約22億年前のある日
光合成生物であるシアノバクテリアが、時間を先読みする能力（体内時計）を獲得した時期はおよそ22億年前だった！太古の地球での一日の短さに合わせて当時の体内時計も速く動いていたこと、さらに最古の体内時計の誕生時期が大...
キーワード：アンテナ/酸素濃度/水分子/バクテリア/原生代/太陽/分子構造/光化学/シアノバクテリア/系統樹/光合成/生存戦略/太陽光/振動子/シミュレーション/ナノメートル/二酸化炭素/有機物/分子システム/古細菌/リン酸/生態系/生物資源/アミノ酸配列/概日時計/アデノシン/体内時計/アミノ酸/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5月13日
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絶縁体の正体を暴く！
甲南大学理工学部物理学科 山﨑篤志教授の研究グループは、大阪公立大学大学院工学研究科 播木敦准教授、大阪大学大学院基礎工学研究科 関山明教授、同大学 藤原秀紀助教、理化学研究所 放射光科学研究センター 玉作賢治チームリーダー、同研究所 濱本諭特別研究員、立命館大学 今田真教授、摂南大学 東谷篤志教授、日本大学 高瀬浩一教授、マサリク大学 Jan Kuneš教授などとの共同研究で、大型放射光施設SPring-8のビームラインBL19LXUにて...
キーワード：コンピューティング/イリジウム酸化物/バンド構造/モット絶縁体/強い相互作用/光電子分光/磁気秩序/遷移金属酸化物/反強磁性/量子情報/量子情報処理/SPring-8/放射光/スペクトル/光電子スペクトル/光電子分光法/電子分光/イリジウム/遷移金属/メモリ/強磁性/絶縁体/電子デバイス/持続可能/省エネ/量子コンピューティング/電気伝導/電子構造/シミュレーション/スピン/スピントロニクス/機能性材料/金属酸化物/酸化物/低消費電力/量子ビーム/機能性/SPECT
他の関係分野：情報学数物系科学化学工学農学
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発表日：2025年5月2日
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宇宙プラズマ衝撃波による宇宙線の選択的加速を レーザー実験で初観測
「実験による天文学」を切り拓く2種類のパワーレーザー装置
大阪大学レーザー科学研究所の坂和洋一准教授、佐野孝好准教授、先導的学際研究機構のTatiana Pikuz特任准教授（常勤）らの研究グループは、同研究所の2種類のパワーレーザーを用いたレーザー宇宙物理学実験を実施し、宇宙プラズマ衝撃波による宇宙線の選択的加速の実験室での観測に世界で初めて成功しました。宇宙空間を満たしているプラズマ中に生成される宇宙プラズマ衝撃波は、宇宙のいたるところで観測されています。この衝撃波で荷電粒子が加速されて宇宙線が作られていると考えられています。しかし、人工衛星や望遠鏡による観測研究では、宇宙線加速の物理過程を十分に解明することはできていませんでした。...
キーワード：最適化/学際研究/パルス/宇宙線加速/高エネルギー/高エネルギー天体/エネルギースペクトル/宇宙プラズマ/気候変動/スペクトル/宇宙線/宇宙物理学/衛星/検出器/衝撃波/天文学/望遠鏡/惑星/生成機構/持続可能/持続可能な開発/シミュレーション/ピコ秒/プラスチック/レーザー/室内実験/人工衛星/イミン
他の関係分野：情報学環境学数物系科学工学
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発表日：2025年4月12日
52
ガラスの「見えない秩序」がテラヘルツ帯の揺らぎを決める
ガラスは一見すると無秩序に結びついた原子の集合体ですが、X線や中性子線を用いて観察すると、わずかに周期的な構造「第一尖鋭回折ピーク（FSDP）」が観測されます。また、ガラスのテラヘルツ（THz）帯の振動として観測される「ボゾンピーク（BP）」は、低熱伝導性や機械的性質、THz光の吸収特性に影響を与えます。しかしながら、FSDPとBPとの関係は未解明でした。本研究では、材料の弾性のばらつきを考慮する不均一弾性体理論により、BPの発生がFSDPと密接に関係することを見いだしました。また、理論が予測する最小の弾性不均一性とFSDPのスケールがほぼ一致し、FSDPがガラスのTHz帯振動特性を決...
キーワード：学際研究/コヒーレント/テラヘルツ光/揺らぎ/周期性/中性子/中性子回折/放射光/スペクトル/テラヘルツ/ケイ素/弾性率/光学材料/持続可能/持続可能な開発/機械的性質/塑性変形/光学特性/シミュレーション/シリカ/ナノメートル/モデル化/携帯電話/周波数/振動特性/弾性体/動特性/熱伝導/振動現象/不均一性
他の関係分野：環境学数物系科学化学工学総合生物
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発表日：2025年3月17日
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金属3Dプリンタが切り拓くモノづくりの新時代！ 純金属混合粉末×金属3Dプリンタで ハイエントロピー合金を実現
ワンプロセスで合金製造する新手法
大阪大学大学院工学研究科の小笹良輔助教、Gokcekaya Ozkan（ゴクチェカヤ オズカン）助教、中野貴由教授らの研究グループは、レーザを熱源とする金属3Dプリンタが、金属材料の高機能化に必須の合金化と組織制御、さらには形状制御を同時（ワンプロセス）に実現できることを初めて実証しました。これまでに金属３Dプリンタは、レーザによる選択的な金属粉末の溶融凝固を繰り返すことで、任意形状をもつ３次元の構造物を作製できる手法として知られてきました。今回、研究グループは、5種類の純金属粉末を同時に溶融し、金属3Dプリンタの特徴である極めて高い冷却速度（最大107 ℃/s）を駆使した超急冷凝固を...
キーワード：3次元形状/最適化/情報学/産学連携/金属元素/結晶格子/エントロピー/異方性/結晶粒微細化/融点/タングステン/固溶体/微細化/持続可能/持続可能な開発/動的挙動/エピタキシャル/チタン/ヤング率/シミュレーション/ナノスケール/金属材料/形状制御/結晶成長/結晶方位/組織制御/耐食性/機能制御/機能材料/機能性
他の関係分野：情報学複合領域環境学数物系科学工学総合生物農学
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発表日：2025年3月14日
54
編み物の端が丸まるのはなぜか？
産業応用に向けた新たなデザイン技術の鍵
慶應義塾大学大学院理工学研究科の田尻琴音(修士課程1年)、同大学理工学部機械工学科の佐野友彦 専任講師、大阪大学大学院基礎工学研究科の村上立樹(修士課程1年)、小林舜典 助教と垂水竜一 教授らの研究グループは、編み物が自然にカールする現象のメカニズムを実験とシミュレーションを組み合わせて明らかにしました。最も基本的な編み方のひとつである平編み構造は、曲げられた糸の周期的な格子で構成され、端部では3次元的なカール形状が自然に生じます。編み物の力学特性に関する多くの研究は2次元的なモデル化に基づいており、3次元的な関係性は十分に明らかにされておりませんでした。編み物のカール挙動は、糸に作用...
キーワード：3次元形状/アスペクト/ウェアラブル/ウェアラブルデバイス/情報学/産学連携/多様体/離散化/幾何学/異方性/相転移/機械的特性/アクチュエータ/シミュレーション/パターニング/モデル化/ロボット/材料力学/複合材/複合材料/力学的特性
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学工学
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発表日：2025年2月25日
55
ペリスタルティックポンプを用いたシミュレーションで解明！ アミロイド線維が作られるメカニズム
アミロイドーシス発症の仕組みに迫る新技術
大阪大学大学院工学研究科の後藤 祐児特任研究員、太田 朝貴さん（博士後期課程）、荻 博次教授、新潟大学大学院医歯学総合研究科の山本 卓教授らの研究グループは、チューブをローラーでしごいて送液するポンプ（ペリスタルティックポンプ）が引き起こす「せん断ストレス」が原因でアミロイド線維という物質ができることを発見しました。アルツハイマー病、パーキンソン病、透析アミロイドーシスなどのアミロイドーシスは、それぞれの特定の原因タンパク質が、何らかの刺激を受けて、物質の結晶に類似した構造のアミロイド線維を形成することにより発症します。高齢化に伴って頻発するアミロイドーシスの発症化機構の解明や、アミロ...
キーワード：デルタ/産学連携/光検出器/量子計測/検出器/タンパク質凝集/前駆体/持続可能/せん断/持続可能な開発/シミュレーション/マイクロ/超音波/電子顕微鏡/有限要素法/生体内/リゾチーム/ニワトリ/リンパ管/歯学/アミノ酸/アミロイド/アルツハイマー病/パーキンソン病/凝集体/蛍光顕微鏡/血液/ストレス/加齢/高齢化
他の関係分野：複合領域数物系科学生物学工学総合生物農学