神戸大学 研究シーズ|
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研究キーワード：神戸大学における「情報学」 に関係する研究一覧：14件
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発表日：2025年10月7日
1
太陽活動が月面電気環境を左右する新たな仕組みを発見
持続的な有人活動に向けた月環境評価につながる成果
本研究では、起伏に富んだ月面において広く存在すると考えられる窪んだ地形の内部に蓄えられる静電気量を、スーパーコンピュータを用いた物理シミュレーションで検証しました。月は地球の周りを公転する期間の7割で太陽風プラズマにさらされます。この太陽風プラズマを構成するイオンと電子の通常時の運動状態は、イオンが直進性を持つ一方で、電子は四方八方に飛び交って（多方向性）おり、互いに大きく異なります。ただしこれらの粒子運動の直進性と多方向性の度合いは、太陽活動や太陽風の状態（特に速度）に応じて、様々に変わります。今回の研究では、100回を超える計算機シミュレーションをスーパーコンピュータ上で実施することで、様...
キーワード：コンピューティング/スーパーコンピュータ/ハイパフォーマンス・コンピューティング/情報学/情報基盤/環境リスク/計算機実験/宇宙プラズマ/計算機シミュレーション/宇宙科学/時間変動/太陽/太陽活動/太陽系/太陽風/惑星/惑星科学/環境評価/熱環境/シミュレーション/ハザード/ハザードマップ/リスク評価/大規模計算/パフォーマンス/環境因子/放射線
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6月12日
2
分子内のすばやい動きで高いエネルギー光へ変換
量子センシングの医療応用にも期待
本研究では、アントラセンとよばれる発色団を橋渡しする中心原子としてホウ素を用いた三量体分子を用い、励起子の分子運動を活性化させる戦略を考えました。ホウ素原子で連結された嵩高い三量体発色団分子において、ホウ素に繋いだ三つの単結合（図1a）は、炭素原子による四本の単結合とは異なり、安定なオクテット則を満たしません。この中心原子からの低い結合次数による不安定性が、三量体内での三重項励起子(図1b)の分子活性化運動につながると予想しました。そこで分子内で三重項励起子ホッピングを示すことが期待されるトリ（9-アントリル）ボラン（TAB）をTTA-UC材料の発光体とし、光増感剤である白金2,3,7,8,1...
キーワード：情報学/シナジー/光エネルギー/持続可能社会/パルス/原子核/高エネルギー/時間分解/電子スピン共鳴/スペクトル/近赤外/磁場/赤外線/太陽/分子活性化/アントラセン/分子運動/光エネルギー変換/物理化学/分子配向/太陽光/磁気モーメント/有機分子/量子センシング/パルスレーザー/可視光/赤外光/双極子/波長変換/発光素子/分子振動/トルエン/持続可能/ボトルネック/紫外線/持続可能な開発/太陽光発電/反応速度/材料設計/太陽電池/電池/スピン/センシング/ピコ秒/マイクロ/マイクロ波/レーザー/拡散係数/量子力学/励起子/エネルギー変換/ホウ素/アップコンバージョン/がん治療/ポルフィリン/近赤外光/光増感剤/増感剤/立体構造
他の関係分野：情報学複合領域環境学数物系科学化学総合理工工学農学
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発表日：2025年5月21日
3
一画素カメラでホログラム動画の記録に成功
散乱透視顕微鏡への応用も実証
神戸大学大学院システム情報学研究科の米田成准教授と次世代光散乱イメージング科学研究センターの的場修教授は、スペインのジャウメ１世大学のEnrique Tajahuerce教授のグループと共同で一画素センサーを使用したホログラム動画の記録に成功しました。通常、画像を取得するには光センサーを二次元的に複数画素並べたイメージセンサーが必要です。しかし近年ではわずか一画素で画像を取得する「一画素カメラ」の研究が進められており、次世代の分光技術や散乱透視技術への応用が期待されています。一方で、従来の一画素カメラでは、観察対象が二次元物体に限られており、三次元物体を対象とする場合や、動的な対象への応用は困...
キーワード：圧縮センシング/情報学/人工知能（AI）/フォトダイオード/ディスプレイ/液晶/イメージセンサー/ホログラム/レンズ/可視光/光散乱/光変調/光変調器/センサー/センシング/光センサー/頭蓋骨/マウス/スマートフォン/低侵襲
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：2025年4月15日
4
力学系の内部構造を解析する深層学習を開発
物理現象や複雑システムの理解や解析に期待
様々な物理システムが絡み合った力学系を各要素に分割できる深層学習モデルを開発。各要素の特性と要素間の結合パターンの同定に成功。工学・自然科学分野における複雑システム解析の進展に期待。背景多くの物理現象やロボット、電気回路、化学反応などはすべて一種の力学系とみなすことができ、未知の力学系をデータからモデル化し、予測や制御に役立てるために、深層学習（ニューラルネットワーク）が用いられてきました。特に近年、常微分方程式*5で記述できるような力学系に対し、解析力学の知見を用いることで、エネルギー保存則などの物理法則を遵守できる手法が開発さ...
キーワード：電力制御/AI/ニューラルネットワーク/機械学習/最適化/情報学/深層学習/社会システム/微分方程式/偏微分方程式/計算機シミュレーション/内部構造/保存則/力学系/キャパシタ/力制御/シミュレーション/ニューラルネット/マルチフィジックス/モデル化/ロボット/ロボット工学/自動車/冗長性/振動解析/ニューロン/神経細胞
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3月28日
5
診療録直結型肥満症データベースを開発
ビッグデータで肥満症を制す
小川教授らは、日常診療で使用されている電子カルテから肥満症に関する情報を直接かつ自動的に抽出し、データセンターに送信・蓄積して様々な分析に活用できるシステムを開発しました。日本では、大規模医療機関の電子カルテ情報は「SS-MIX2」（※2）と呼ばれる医療情報の保管システムに記録されています。このSS-MIX2に保管されたデータは、有用な大規模医療ビッグデータとしてさまざまな活用が期待されています。ただし、SS-MIX2に保管されるのは、血液や尿などの検体検査データ、薬剤処方データなど、コード化された情報のみです。一方で、患者の病歴、血圧や体重を含む身体診察の情報などはコード化されていな...
キーワード：情報学/情報基盤/匿名化/テンプレート/腎臓病/肥満症/膠原病/冠動脈/肝疾患/関節/脂肪組織/アルコール/運動器/冠動脈疾患/健康診断/心臓/脊椎/地域医療/医用システム/医療費/変形性関節症/血液/受容体/腎臓/内分泌/脳梗塞/2型糖尿病/レセプト/医療情報/医療情報学/運動器疾患/血圧/高血圧/脂質/脂質異常症/脂肪肝/小児/睡眠/電子カルテ/糖尿病
他の関係分野：情報学工学
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発表日：2025年3月19日
6
海の動物が海洋課題の解決に貢献！？
Internet of Animals (IoA)の可能性
神戸大学大学院海事科学研究科の岩田高志助教と早稲田大学ナノ・ライフ創新研究機構の赤松友成研究院教授は、海洋生物に記録計を装着する「バイオロギング」を活用し、人類が直面している様々な海洋の課題解決に貢献できる可能性を示しました。バイオロギングは、動物の行動やその周辺環境を調べる観測手法であり、海洋温暖化、海洋ごみ、化学汚染、漁業による混獲、海洋保護区の管理など、多岐にわたる課題への応用が期待されています。海洋動物による観測では、従来の観測技術では困難だった海氷下や荒天時のデータを収集できる特徴があります。バイオロギングと従来の海洋観測手法を組み合わせることで、科学的根拠に基づく海洋管理政策の立案...
キーワード：AI/インターネット/オープンデータ/モノのインターネット/モノのインターネット（IoT）/位置情報/情報学/人工知能（AI）/産学連携/海氷/極域/影響評価/海洋/因果関係/海面水温/海洋観測/観測手法/データ解析/持続可能/ケーススタディ/持続可能な開発/センサー/センシング/モニタリング/リモートセンシング/海洋環境/風力発電/洋上風力発電/マッピング/アザラシ/海洋生物/バイオロギング/温暖化/漁業/ラット/標準化
他の関係分野：情報学複合領域環境学数物系科学工学農学
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発表日：2025年3月13日
7
草原の花と昆虫の関係修復には75年以上草刈り管理を続けることが必要！
方法長野県上田市菅平高原にあるスキー場で虫媒植物※3と送粉者の調査を行ないました。菅平高原には、数千年維持されてきた草原をそのまま利用して造られたスキー場草原（古草原）と異なる時期に森林伐採により新しく造成されたスキー場草原（再生草原）がみられます（図1）。二つのタイプの草原は冬にはスキー場となりますが、春から夏にかけては絶滅危惧種を含む草原性植物の重要な生息地となっており（図2）、年に1回秋ごろに行われる草刈りによって管理維持されています。...
キーワード：ネットワーク解析/情報学/産学連携/生物多様性保全/ホットスポット/ミツバチ/種多様性/縄文時代/持続可能/持続可能な開発/花粉/森林伐採/環境保全/土地所有/生態系/昆虫類/生態系機能/絶滅危惧種/土壌/生物多様性/高齢化/標準化
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農学
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発表日：2025年3月12日
8
実験から仮説を自動立案する自律型実験システムの有用性を実証
ロボット×AIによるバイオテクノロジー実験の自動化
神戸大学と島津製作所の研究チームは、柔軟性と拡張性を兼ね備えた「自律型実験システム（Autonomous Lab, ANL）」を世界に先駆けて開発し、その有効性を検証しました。ANLはモジュール式の実験装置※2とベイズ最適化※3アルゴリズム機能を組み合わせ、培養・前処理・測定・分析・仮説生成までのプロセスを自動で実行できるシステムです（図１）。本研究では、ANLの有効性を検証するため、大腸菌を用いたグルタミン酸※4生産のための培地最適化を以下のように実施しました。ANLの構築：大腸菌の培養用プレー...
キーワード：AI/アルゴリズム/プロトコル/機械学習/最適化/情報学/人工知能（AI）/産学連携/計算機シミュレーション/データ解析/質量分析/生産技術/持続可能/持続可能な開発/シミュレーション/データ処理/マイクロ/ロボット/ロボットアーム/ロボット制御/光計測/再生可能資源/自動化/実証実験/制御システム/生産性/発酵/経済成長/酵素活性/微生物/ビタミン/アルコール/神経伝達物質/大腸/反応時間/アミノ酸/グルタミン酸/バイオテクノロジー/抗生物質/合成生物学/細胞増殖/細胞培養/生体分子/代謝物/大腸菌/ゲノム/遺伝子/脂質
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学総合理工工学農学
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発表日：2025年3月11日
9
多端子形双方向直流コンバータを開発
複数のエネルギーデバイスを融合する電力インターフェース
電力インターフェースの入力側・出力側に複数のエネルギーデバイスをもつシステム構成に対応できることがMP-BDCの価値を高めることになります。具体的には、入力直列-出力並列(ISOP)、入力並列-出力直列(IPOS)などの電力変換器の多重化に対応できるだけでなく、入力側・出力側がそれぞれ単一もしくは複数のエネルギーデバイスで構成される場合でも双方向（相互）に電力変換できる機能が求められます。また、直流負荷の電力需要に依存して変動する直流母線電圧に大きく左右されず、BESSとEVの蓄電量を自在に制御することも必要です。この課題に対して、当研究グループでは、先に開発した「インターリーブチャージポンプ...
キーワード：電力制御/インターフェース/AI/モノのインターネット（IoT）/情報学/人工知能（AI）/産学連携/トポロジー/ノイズ/高周波/ケイ素/MOSFET/エネルギー貯蔵/トランジスタ/高電圧/蓄電池/電力システム/電力工学/電力変換/半導体デバイス/力制御/カーボンニュートラル/デジタル化/持続可能/省エネ/低炭素/分散型電源/マネジメント/持続可能な開発/電池/燃料電池/カーボン/SiC/パワーエレクトロニクス/マイクロ/化学工学/軽量化/航空機/自動車/周波数/設計法/電気自動車/電力変換器/半導体
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5日
10
ホログラフィーの弱点を克服レーザーを不要とする単一カメラを用いた高速度 3 次元 イメージング技術の実証に世界で初めて成功
このような状況において、本研究グループは並列強度輸送方程式（図１）と呼ぶ技術を考案しました。この技術では、従来の強度輸送方程式で必要な複数枚の画像を1台のカメラを用いてワンショット記録するので、物体のある瞬間の強度と位相の両方の画像を1枚の画像として取得することを可能にしました。これにより、用いるカメラの撮影速度に応じて、動く物体の強度と位相の両方の動画を記録できるようになりました。また、高速度カメラを用いて並列強度輸送方程式を実施することで、可干渉性の低い光源で照明された高速に動く物体やその物体が発する光の強度と位相の両方の高速度動画像の記録を可能にしました。並列強度輸送方程式を実施...
キーワード：3次元形状/動画像/情報学/空間解析/時空間解析/産学連携/ホログラフィー/核融合/核融合炉/揺らぎ/内部構造/CCD/磁場/太陽/直線偏光/太陽光/CMOS/ホログラム/光散乱/高電圧/LED/計測技術/発光ダイオード（LED）/エンジン/システム工学/プラズマ診断/マイクロ/レーザー/画像計測/屈折率/光学素子/航空機/自動車/分解能/可視化技術/蛍光顕微鏡/蛍光標識
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総合生物
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発表日：2025年3月3日
11
腸への糖排出による人と腸内細菌の新しい共生関係を発見
小川教授らは、まずメトホルミンを飲んでいる人を対象に、FDG-PETを連続的に撮像することで、血管内に投与したFDGがどのように腸の中に移動するかを調べました。その結果、腸管の中ではFDGは小腸の上部（空腸）に最初に現れ、その後、腸の中を大腸から直腸へと動いていくことが分かりました（図２）。図２. FDGの腸管内での動態の観察...
キーワード：情報学/産学連携/解析学/高エネルギー/グルコース/質量分析/持続可能/持続可能な開発/発酵/病原菌/有機酸/FDG/ポジトロン/機能解析/オミクス/生体防御/大腸/短鎖脂肪酸/腸内環境/MRI/がん細胞/マウス/血液/抗生物質/脂肪酸/小腸/内分泌/分子イメージング/細菌/社会医学/腸内細菌/糖尿病/放射線
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農学
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発表日：2025年3月3日
12
“助け合う脳”向社会行動に関わる新たな脳構造・脳機能の特徴を発見
多様な向社会行動の測定：20～60代の成人217名を対象に、囚人のジレンマゲームや信頼ゲームなど15種類の経済ゲームを匿名環境下で実施し、実際の行動にもとづいて利他性や協力性を評価しました。マルチモーダルMRIによる総合的な脳評価：構造MRI・安静時機能MRI・拡散MRIを用いて、脳の解剖学的構造や神経線維の走行の特徴、左右脳半球間を含む機能的・構造的ネットワークを調査しました。データ解析手法：複数の行動指標と脳画像指標を同時に解析できる「多重正準相関分析」を用い、行動データと脳画像データの多対多関係を包括的に解明しました。主な発見...
キーワード：画像データ/マルチモーダル/ゲーム/タスク/ネットワーク解析/社会情報学/情報学/囚人のジレンマ/産学連携/自然災害/グラフ理論/磁気共鳴/水分子/データ解析/協力行動/接合部/大脳/脳発達/磁気共鳴画像/髄鞘/脳画像/脳神経科学/脳科学/臨床応用/思春期/解剖学/MRI/神経科学/神経回路/神経細胞/大脳皮質/脳機能/メンタルヘルス/遺伝子/加齢/小児/認知機能/老化
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
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発表日：2025年2月27日
13
広帯域のテラヘルツ光で光のダイオ
ード効果を観測次世代高速無線通信用デバイスの開発につながる機構を解明
テラヘルツ光注１の一方向透過性（光ダイオード効果）を広い吸収帯を持つ特殊なマグノン注２励起において観測しました。50テスラ注３、3テラヘルツという極限的な磁場と周波数領域での電子スピン共鳴注４測定と、「自発的マグノン崩壊」に基づく理論により、電気磁気効果注５（交差相関効果）による光の電場と磁場の干渉機構を明らかにしました。本研究はテラヘルツ領域の光通信に利用できる光アイソレータや光スイッチ実現への扉を開く重要な成果です。&n...
キーワード：無線通信/ミリ波/オープンアクセス/情報学/産学連携/ESR/エレクトロマグノン/テラヘルツ光/パルス/パルス強磁場/パルス磁場/マグノン/マルチフェロイック/幾何学/強磁場/交差相関/磁気秩序/磁気励起/準粒子/電気磁気効果/反強磁性/誘電性/量子化/広帯域/中性子/中性子回折/電子スピン共鳴/非弾性/テラヘルツ/遠赤外線/磁場/赤外線/超伝導/磁気モーメント/磁性体/スピン波/強磁性/光アイソレータ/光スイッチ/光デバイス/光吸収/光通信/光励起/理論解析/コバルト/スピン/マイクロ/マイクロ波/金属材料/光学素子/周波数/電磁波/半導体/量子力学/干渉効果/APC
他の関係分野：情報学複合領域数物系科学総合理工工学農学
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発表日：2025年2月26日
14
宍道湖で大量繁茂する水草優占種が塩分の変動に応じて入れ替わっていた!?
長期的な環境DNA観測によってバイオマスの明瞭なトレンドが明らかに！
環境DNA手法は、野外で水1リットルほどを採取するだけで生物の生息状況（在不在や生物量）を推定できる簡便で画期的な調査手法であり、多地点・多頻度のモニタリング調査に適しています。しかし、これまで長期的な調査に適用した事例はほとんどありませんでした。本研究では、宍道湖で近年大量繁茂が問題となっている沈水植物（水草）2種に焦点を当て、2016年から毎月実施してきた環境DNA調査によって得た7年間分のサンプルを分析しました。その結果、両種のバイオマスの年変動や季節変動などが明らかになり、また、どちらが優占種となるかは宍道湖の塩分変動が強く関係していることがわかりました。...
キーワード：機械学習/情報学/人工知能（AI）/産学連携/湖沼/生態系サービス/データ収集/季節変動/光合成/持続可能/現地調査/持続可能な開発/モニタリング/解析モデル/統計解析/環境保全/生態系/バイオマス/土壌/DNA分析/環境DNA/漁業/将来予測/PCR/早期発見
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農学