【研究分野】生命・健康・医療情報学

【研究領域課題番号】17K12773 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

シミュレーション / がん / 進化 / スーパーコンピュータ / 可視化 / 癌

【研究成果の概要】

がん細胞は正常細胞が変異獲得、自然選択を繰り返す進化過程によって生み出されていると考えられます。その進化過程を理解するために我々はこれまでにシミュレーションを用いたがんの進化ダイナミクスの研究を行ってきました。本研究では進化ダイナミクスがどのようにパラメータに依存するかを調べる感受性解析手法MASSIVEを開発しました。MASSIVEは膨大なシミュレーションをスーパーコンピュータ上で試行しその結果を対話的可視化ツールMASSIVE viewerによって解析します。また、応用例として次元格子上でのがん進化シミュレーションを用いて解析し、栄養の空間的偏りが分岐進化を促進することを見出しました。

【研究の社会的意義】

本研究で開発した新しいパラメータ感受性解析手法 MASSIVEはこれまでの感受性解析手法とは全く異なる超並列計算と対話的可視化という二つの計算科学的技術を組み合わせ、幅広いパラメータ空間を直感的に探索可能にした点に新規性がある。我々はがんの進化シミュレーションの解析を目的に開発を行っているが、シミュレーション一般に応用可能な技術であり、感受性解析のデファクトスタンダードになると期待される。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)

【研究分野】社会システム工学・安全システム

【研究領域課題番号】23310101 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

社会システム / サービス科学 / 可視化 / 価値創出 / 価値共創 / シミュレーション / ステークホルダー

【研究成果の概要】

サービスシステムの価値共創のメカニズムとプロセスの分析・解明のコアとなるサービスシステムモデルのプロトタイプを構築・整備した。１）プロバイダーとカスタマー間の価値共創に焦点を当て、Value Orchestration Platformモデルを精緻化するとともに、サービスエコシステムイノベーションモデルを提唱した。２）インドネシア・バンドン近郊およびソロ、ジョグジャカルタにおける産業クラスターに対するサイトビジットと実証研究を実施した。３）Springerから代表者が編集責任者を務める書籍シリーズを刊行し、上記成果をService Systems Scienceとして刊行した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2011-04-01 - 2015-03-31

【配分額】18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)

【研究分野】デザイン学

【研究領域課題番号】22615011 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

デザイン学 / ヒューマンモデリング / サービス / シミュレーション / 可視化 / 対話型設計

【研究成果の概要】

ヒューマンモデルに基づいてサービスシステムの振舞いをシミュレーションし、結果を可視化することによって、現場の専門家に積極的にデザインに関与してもらう人間中心の対話型サービスデザイン手法を開発した。現場から知識を抽出するエスノグラフィックな分析手法と、サービス主体間の相互作用からサービスシステムの振舞いを経時的に再現するエージェントベースシミュレーションを組合せ、対話型サービスデザインプロセスとして確立した。提案手法を空港における航空旅客サービスに適用してその有効性、有用性を検証した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2010 - 2012

【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)

【研究分野】地球・資源システム工学

【研究領域課題番号】20360404 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

岩石 / 可視化 / 時間依存性 / 三軸圧縮試験 / 透水係数 / 構成方程式 / シミュレーション / 強度回復 / 三軸ベッセル / 粘弾性 / 緩み領域

【研究成果の概要】

強度回復に伴う透水係数の変化を実験的に調べた.岩盤内空洞の長期挙動の評価に際しては,強度の回復とともに透水係数の回復(減少)も重要である.試験片を厚肉円筒に入れて破壊させる.強度破壊点を過ぎると応力は次第に下がっていくが,厚肉円筒中の内壁に破壊した試験片が接触しだすと応力は上昇を開始する.この開始しだした直後における透水係数を測定したが,予測したとおりで,透水係数は非常に大きな値を示した.また,次第に強度回復していく過程における透水係数を測定したが,興味深いことに,透水係数は急激に低下していくことがわかった.

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)

【研究分野】エネルギー学

【研究領域課題番号】16360478 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

垂直軸風車 / シュミレーション / 可視化 / 実験 / サボニウス風車 / クロスフロー風車 / ジャイロミル風車 / シミュレーション / サボニウム風車

【研究成果の概要】

平成16年度は、パドル型風車、S型ロータ、サボニウス風車、クロスフロー風車の2次元数値シミュレーションに対するプログラムの開発を行ない、こういった風車まわりの流れの解析を行った。さらに、サボニウス風車の風洞実験に向けて試作機の制作や予備的な測定をおこなった。
平成17年度は、この研究成果を踏まえて以下の計画によって研究を行った。まず、低速回転する風車では、起動時の特性や風速の変化による回転のゆらぎ等が問題になるため、16年度に作成した計算法に改良を加え、このような状況にも対応できるようにした。具体的には風車の回転角速度を一定にせずに時間の関数として与えられるように拡張した。さらに、風車の材質の違い(たとえばアルミニウム製とステンレス製)による風車の性能の違いを数値シミュレーションで予測できるようにも拡張した。次に低速風車に対して3次元のシミュレーションを行ない、現実の状況に対応できるようにした。一方、垂直軸風車で高速回転して発電に適したダリウス風車に着目し、高速回転中のダリウス風車まわりの流れを数値シミュレーションにより解析し、空力データを数値的に求めた。
平成18年度は前年度までの研究成果を踏まえて、さらに現実に近い状況における各種風車のシミュレーションを行った。具体的には、風車が受ける風は一様ではないため、変動流内での風車の性能を数値シミュレーションと実験により調べた。特に分担者(林)が以前の科研費で設置した風洞は脈動流が取り扱えるものでありそれを有効活用した。低速回転のサボニウス風車では、起動時の風向依存性をなくすため、多段型(向きを変えていくつか重ねたもの)や振じれ型のものを重点的に調べた。垂直軸揚力型風車では、起動特性を向上させるため低速風車とのハイブリッド型を考え、その性能評価を行った。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2004 - 2006

【配分額】12,900千円 (直接経費: 12,900千円)

【研究分野】医用生体工学・生体材料学

【研究領域課題番号】16500311 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

インタフェース / 心臓電気現象 / 不整脈 / シミュレーション / 可視化 / スケッチ / モデリングインタフェース / 手書き

【研究成果の概要】

我々は心臓シミュレーションの将来の臨床応用を目指し、試行システムを開発した。試行システムは主に以下の3つの機能から構成される。1)複雑な心臓形状のためのボリュームあるいはサーフィスモデルを処理するモデリングインタフェース。2)シミュレーション結果の有効な可視化。モデリングインタフェースによって、比較的容易に立体的な心臓形状モデルの処理と電気生理学的パラメータの設定が可能である。シミュレーションは心臓の電気生理学的な挙動を記述する2種類の数学モデルを目的に応じて選択できる。迅速性・簡便性を重視する場合には、簡易型のFHN方程式を用いてパーソナルコンピュータでのシミュレーションが実行できる。例えば、医療従事者が簡潔にベッドサイドで不整脈の概要を説明するときに効果的である。一方、制度がより重要であるときは、スーパーコンピュータで複雑なLRモデルを使って大規模な計算を実行することも可能である。これは不整脈メカニズムの詳細な研究に適している。されに、我々はネットワークシステムを試行した。このシステムでは、最初にユーザは滋賀医科大学のWWWサーバにアクセスし、活動電位のパラメータ、心室性期外収縮の発生場所などを指定する。次に、指定されたパラメータは循環器病センターに送られ、スーパーコンピュータによってシミュレーションが実行される。計算結果は循環器病センターにの可視化サーバで可視化されてイメージデータに変換される。最終的にイメージデータは滋賀医科大学に戻され、WWWサーバに登録される。ユーザはシミュレーション結果を可視化データとして閲覧することができる。これらのシステム開発は、心臓モデルの電気生理学的を変えて反復実験を用意に行うことが出来るシミュレーション研究の特徴を活かすのに有効であると思われる。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2004 - 2005

【配分額】2,500千円 (直接経費: 2,500千円)