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2022 Fiscal Year Research-status Report

Development of the theory of diffusion equations for analysis on data separation

Research Project

Project/Area Number 20K20342
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

儀我 美一  東京大学, 大学院数理科学研究科, 特任教授 (70144110)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 石毛 和弘  東京大学, 大学院数理科学研究科, 教授 (90272020)
行木 孝夫  北海道大学, 理学研究院, 教授 (40271712)
黒田 紘敏  北海道大学, 理学研究院, 准教授 (80635657)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Keywordsクリスタライン曲率流 / 小林・ワレン・カーターエネルギー / 輪郭線
Outline of Annual Research Achievements

創薬の問題では、莫大な分子構造の中から期待される機能を持ったものを選ばなくてはならない。分子構造の類似性がある物質から選ぶことは至難の業となっている。一方で、分子の重量等の表現空間から機械学習的手法で選ぶことは重要である。本研究では熱方程式を応用して、極めて有効な手法を提案できた。これはデータ分離問題である。分離線の構築が鍵となり、画像から必要部分の輪郭線抽出問題と類似の側面がある。特にノイズ除去には全変動流方程式やクリスタライン曲率流方程式が用いられる。全変動流方程式については4階の場合の理論を整備し、クリスタライン曲率流方程式については、これまでの成果および現状をサーベイした。
一方で、将来のデータ分離や画像処理のために、材料科学の多粒界モデルとして知られている小林・ワレン・カーターモデルについて、そのエネルギーの鋭敏界面モデルを求め、その収束問題を議論した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

長く続くコロナ禍で、対面での研究会の開催は困難であったが、オンライン会合を重ね、当初の成果をあげることができた。

Strategy for Future Research Activity

小林・ワレン・カーターエネルギーの鋭敏界面極限は空間1次元の場合は既に求められているが、その高次元版はただちに構築することが困難であったので、うまく収束が示せる位相を探索する。またその勾配流の特異極限は、通常の勾配流にはならないことがわかっているが、その具体的な形を導出する。

Causes of Carryover

コロナ禍で対面型研究集会を開催できず、また参加もできなかったため、旅費等の支出がほとんどなかった。次年度以降、コロナ禍が収まった時点で、研究会主催、研究会出席、対面での共同研究を積極的に行いたい。

  • Research Products

    (13 results)

All 2023 2022

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 5 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 4 results) Funded Workshop (2 results)

  • [Journal Article] A finer singular limit of a single-well Modica-Mortola functional and its applications to the Kobayashi?Warren?Carter energy2023

    • Author(s)
      Giga Yoshikazu、Okamoto Jun、Uesaka Masaaki
    • Journal Title

      Advances in Calculus of Variations

      Volume: 16 Pages: 163~182

    • DOI

      10.1515/acv-2020-0113

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Crystalline surface diffusion flow for graph-like curves2023

    • Author(s)
      Giga Mi-Ho、Giga Yoshikazu
    • Journal Title

      Discrete and Continuous Dynamical Systems

      Volume: 43 Pages: 1436~1468

    • DOI

      10.3934/dcds.2022160

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Continuity of Derivatives of a Convex Solution to a Perturbed One-Laplace Equation by p-Laplacian2022

    • Author(s)
      Giga Yoshikazu、Tsubouchi Shuntaro
    • Journal Title

      Archive for Rational Mechanics and Analysis

      Volume: 244 Pages: 253~292

    • DOI

      10.1007/s00205-022-01763-7

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Exhaustive existence and non-existence results for Hardy-Henon equations in R^n2022

    • Author(s)
      Giga Yoshikazu、Ngo Quoc Anh
    • Journal Title

      Partial Differential Equations and Applications

      Volume: 3 Pages: Article no. 81

    • DOI

      10.1007/s42985-022-00190-3

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Motion by crystalline-like mean curvature: A survey2022

    • Author(s)
      Giga Yoshikazu、Pozar Norbert
    • Journal Title

      Bulletin of Mathematical Sciences

      Volume: 12 Pages: 2230004-1-68

    • DOI

      10.1142/S1664360722300043

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 熱拡散方程式 (HDE) モデルによる新薬探索支援AIツールの開発2022

    • Author(s)
      今村 恵子、日高 中、儀我 美保、儀我 美一、井上 治久
    • Journal Title

      革新的AI創薬

      Volume: - Pages: 193~197

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 相の構造を考慮した拡散界面エネルギーとその特異極限2022

    • Author(s)
      儀我 美一、上坂 正晃
    • Journal Title

      応用数理

      Volume: 32 Pages: 186~197

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] The level-set mean curvature flow equation versus the total variation flow equation2022

    • Author(s)
      Y. Giga
    • Organizer
      Catch-all Mathematical Colloquium of Japan
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Continuity of derivatives of a convex solution to a total variation equation perturbed by p-Laplacian2022

    • Author(s)
      Y. Giga
    • Organizer
      UWA Analysis Seminars
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Motion by crystalline-like mean curvature2022

    • Author(s)
      Y. Giga
    • Organizer
      School of Mathematical Sciences, Peking University
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] The fourth-order total variation flows in R^n2022

    • Author(s)
      Y. Giga
    • Organizer
      School of Mathematical Sciences, Peking University
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Funded Workshop] Differential Equations for Data Science 20232023

  • [Funded Workshop] Interface and Free Boundaries2022

URL: 

Published: 2023-12-25  

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