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Techniques for data compile and retrieval on material property relationship for Materials Curation

Research Project

Project/Area Number 19K05287
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 29030:Applied condensed matter physics-related
Research InstitutionNational Institute for Materials Science

Principal Investigator

YOSHITAKE Michiko  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 電子・光機能材料研究センター, NIMS特別研究員 (70343837)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords物性間関係性 / 自然言語処理 / ネットワーク型データベース / 科学原理 / 関係性探索 / 物性間の関係性 / 定量的関係 / 数式 / MathML / 変数 / 構文解析 / 深層学習 / テキストデータ / 科学法則 / データベース
Outline of Research at the Start

材料情報を科学的原理の観点から分野俯瞰的に組み合わせて活用することで材料探索指針を得る手法=「マテリアルキュレーション」は、ある分野で常識とされてきたこと(必ずしも科学的根拠に基づくわけではない)に囚われず、広い視野にたって材料探索をすることを可能にする。本研究では、多くの研究開発者が利用して、狭い専門分野の常識や習慣に囚われずに材料探索を可能にする、ICT技術を活用した科学法則ナレッジグラフデータベース化のための基盤技術を研究開発する。

Outline of Final Research Achievements

Techniques to collect and compile information on the relation between various materials properties, to make a database on such relationships, and to retrieve relationships have been developed. As a source of information, it is important to use textbook-like literature that contains only already established relationships based on scientific principles. Papers should be excluded. Techniques to extract materials property relationships from textbook-like literature (written by natural language) using natural language processing techniques to utilize contexts have been developed. A dictionary that enables such automatic extraction has also been developed. Furthermore, to extract quantitative relationship, techniques to extract mathematical equations describing relations among materials properties, and to connect the parameters in the extracted mathematical equations to the corresponding materials properties have also been developed.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

数値データのみではなく、文字で表記された情報(=データ)をコンピュータ処理して材料科学分野において利用することは、数値データの取得に時間とコストのかかる材料分野において非常に重要である。例えば、既存のデータがない添加元素が多く含まれる合金などにおいて、測定の困難な熱伝導率の値を、科学原理に基づいて、測定の容易な電気伝導率の値から推定できるなどの利点をもたらす。また、機械学習により最適化ができたとしても、その材料がよい理由がブラックボックスでは考慮外の特性に予期せぬ劣化の可能性があり、科学原理に基づいた物性間の関係性データベースを用いることで、そのような考慮外の事態を防ぐことができる。

Report

(6 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 5 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] 科学原理を分野横断的に俯瞰・活用する~マテリアルキュレーション2023

    • Author(s)
      吉武道子
    • Journal Title

      Journal of the Society of Inorganic Materials, Japan

      Volume: 30 Pages: 291-296

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Current status and future of data curation in materials science2022

    • Author(s)
      吉武道子
    • Journal Title

      The Journal of Information Science and Technology Association

      Volume: 72 Issue: 5 Pages: 164-169

    • DOI

      10.18919/jkg.72.5_164

    • ISSN
      0913-3801, 2189-8278
    • Year and Date
      2022-05-01
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Materials Curation<sup>®</sup>: Transdisciplinary Utilization of Scientific Principles2021

    • Author(s)
      YOSHITAKE Michiko
    • Journal Title

      Journal of The Surface Finishing Society of Japan

      Volume: 72 Issue: 2 Pages: 79-83

    • DOI

      10.4139/sfj.72.79

    • NAID

      130008070140

    • ISSN
      0915-1869, 1884-3409
    • Year and Date
      2021-02-01
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Developing a Materials Curation<sup>&reg;</sup> Support System for Education and Training, and Expanded Links with Measurement Methods Database2021

    • Author(s)
      吉武道子
    • Journal Title

      Journal of Surface Analysis

      Volume: 27 Issue: 2 Pages: 95-103

    • DOI

      10.1384/jsa.27.95

    • ISSN
      1341-1756, 1347-8400
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Tool for Designing Breakthrough Discovery in Materials Science2021

    • Author(s)
      Yoshitake Michiko
    • Journal Title

      Materials

      Volume: 14 Issue: 22 Pages: 6946-6946

    • DOI

      10.3390/ma14226946

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Materials Curation®: Material Search with Multidisciplinary Use of Scientific Principles2020

    • Author(s)
      吉武道子
    • Journal Title

      Journal of Computer Chemistry, Japan

      Volume: 19 Issue: 2 Pages: 36-42

    • DOI

      10.2477/jccj.2020-0004

    • NAID

      130007930791

    • ISSN
      1347-1767, 1347-3824
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] マテリアルキュレーション支援システム:事例研究2023

    • Author(s)
      吉武 道子,長田 貴弘
    • Organizer
      応用物理学会秋季講演大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 文書中の数式の変数及び変数の意味を抽出する試み2022

    • Author(s)
      吉武 道子、河野 敬
    • Organizer
      情報知識学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 専門書の数式とテキストから材料物性間の定量的関係性を抽出する2022

    • Author(s)
      吉武 道子、河野 敬
    • Organizer
      人工知能学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] マテリアルキュレーションRとその支援システム:科学原理を分野横断的・俯瞰的に探索2020

    • Author(s)
      吉武 道子
    • Organizer
      PSA-20
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Natural Language Processing for Materials Science2020

    • Author(s)
      Michiko Yoshitake
    • Organizer
      VITC-2020
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 文書ファイルからの数式抽出と式変形の試み2020

    • Author(s)
      吉武 道子
    • Organizer
      応用物理学会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Book] マテリアルズインフォマティクスのためのデータ作成とその解析、応用事例2021

    • Author(s)
      吉武道子(分担執筆)、他57名
    • Total Pages
      500
    • Publisher
      技術情報協会
    • ISBN
      4861048540
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2025-01-30  

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