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網羅的第一原理計算とスパース推定による高精度原子間ポテンシャルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15H04116
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 金属物性・材料
研究機関京都大学

研究代表者

世古 敦人  京都大学, 工学研究科, 准教授 (10452319)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
2017年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2016年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2015年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
キーワード機械学習 / 原子間ポテンシャル / 分子動力学 / 回帰分析 / 第一原理計算 / 線形回帰
研究成果の概要

第一原理計算と機械学習手法に基づき,高精度原子間ポテンシャルを構築する手法の提案を行った.具体的には,系統的な構造記述子を導入することにより,遷移金属を含むすべての金属に対して高精度な原子間ポテンシャルを構築することが可能な統一的な枠組みを提案した.さらに,機械学習ポテンシャルと金属系で広く用いられているEAMポテンシャルとの関係を明らかにした.これは,物理的解釈が難しかった機械学習ポテンシャルの一つの解釈である.また,結晶粒界などの大規模構造への応用を目指し,構造データ分布に基づいた異常検知の機械学習による指標を導入することができた.

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 6件、 招待講演 12件)

  • [雑誌論文] Conceptual and practical bases for the high accuracy of machine learning interatomic potentials: Application to elemental titanium2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, A, Seko, A and Tanaka, I
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW MATERIALS

      巻: 1-6 号: 6 ページ: 063801-063801

    • DOI

      10.1103/physrevmaterials.1.063801

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Representation of compounds for machine-learning prediction of physical properties2017

    • 著者名/発表者名
      Atsuto Seko, Hiroyuki Hayashi, Keita Nakayama, Akira Takahashi, Isao Tanaka
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 95 号: 14 ページ: 144110-144110

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.144110

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First-principles interatomic potentials for ten elemental metals via compressed sensing2015

    • 著者名/発表者名
      Seko, A., Takahashi, A. and Tanaka, I.
    • 雑誌名

      PHYSICAL REVIEW B

      巻: 92 号: 5 ページ: 054113-054113

    • DOI

      10.1103/physrevb.92.054113

    • NAID

      120005690126

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Linearized machine learning interatomic potentials for metals and recommender system for the discovery of unknown materials2018

    • 著者名/発表者名
      A. Seko
    • 学会等名
      Total Energy and Force Methods Workshop 2018 (Cambridge)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 材料科学データにおける機械学習の応用2018

    • 著者名/発表者名
      世古敦人
    • 学会等名
      日本物理学会共催シンポジウム(千葉)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 単体金属の線形回帰ポテンシャルに対する予測精度の一般的傾向2018

    • 著者名/発表者名
      世古 敦人,高橋 亮,田中 功
    • 学会等名
      日本金属学会春期大会(千葉)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 大規模構造に対する線形回帰ポテンシャルの高精度化2018

    • 著者名/発表者名
      近藤 大介,世古 敦人,田中 功
    • 学会等名
      日本金属学会春期大会(千葉)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 材料科学データに対する機械学習手法の応用2017

    • 著者名/発表者名
      世古敦人
    • 学会等名
      加工プロセスによる材料新機能発現 第176委員会 第33回研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Applications of machine learning to materials data2017

    • 著者名/発表者名
      A. Seko
    • 学会等名
      IPAM workshop: Optimization and Optimal Control for Complex Energy and Property Landscapes (Los Angeles)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 材料科学データにおける機械学習の応用2017

    • 著者名/発表者名
      世古敦人
    • 学会等名
      触媒学会コンピュータの利用研究会セミナー(横浜)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 線形回帰を用いたTiの高精度原子間ポテンシャル構築2017

    • 著者名/発表者名
      高橋亮,世古敦人,田中功
    • 学会等名
      日本金属学会 2017年秋期講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 精度保証付き線形回帰原子間ポテンシャルの構築について2017

    • 著者名/発表者名
      大槻祐介,高橋亮,世古敦人,田中功
    • 学会等名
      日本金属学会 2017年秋期講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 材料科学データに対する機械学習の応用2017

    • 著者名/発表者名
      世古敦人
    • 学会等名
      金属学会シンポジウム「データサイエンスと材料研究開発」
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 材料科学データに対する機械学習手法の応用2017

    • 著者名/発表者名
      世古敦人
    • 学会等名
      情報・データ科学との連携・融合による物性物理・量子化学の新展開
    • 発表場所
      理研AICS
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 角度項を用いた線形回帰ポテンシャルの構築2017

    • 著者名/発表者名
      高橋亮,世古敦人,田中功
    • 学会等名
      日本金属学会 2017年春期講演大会
    • 発表場所
      首都大学南大沢キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 単体金属における原子間ポテンシャル関数の線形表現2016

    • 著者名/発表者名
      高橋亮,世古敦人,田中功
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] First-principles interatomic potentials via compressed sensing2016

    • 著者名/発表者名
      Atsuto Seko
    • 学会等名
      TMS 2016
    • 発表場所
      Nashville, USA
    • 年月日
      2016-02-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Applications of Machine Learning Techniques to First-principles Data2016

    • 著者名/発表者名
      Atsuto Seko
    • 学会等名
      ENGE 2016
    • 発表場所
      Korea, Jeju
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 第一原理計算と機械学習手法を使った材料物性予測2016

    • 著者名/発表者名
      世古敦人
    • 学会等名
      第26回格子欠陥フォーラム
    • 発表場所
      京都市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 線形回帰ポテンシャルによる単体金属の物性値予測2016

    • 著者名/発表者名
      高橋亮,世古敦人,田中功
    • 学会等名
      日本金属学会 2016年秋季講演大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] First-principles interatomic potentials via compressed sensing2015

    • 著者名/発表者名
      Atsuto Seko
    • 学会等名
      MRS Fall meeting 2015
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2015-12-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 第一原理計算と圧縮センシングによる高精度原子間ポテンシャルの構築2015

    • 著者名/発表者名
      世古敦人
    • 学会等名
      第6回計算統計物理学研究会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2015-11-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] First-principles interatomic potentials via compressed sensing2015

    • 著者名/発表者名
      Atsuto Seko
    • 学会等名
      The 18th Asian Workshop on First-Principles Electronic Structure Calculations
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2015-11-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 第一原理計算の線形回帰による原子間ポテンシャル構築:多体間相互作用の寄与2015

    • 著者名/発表者名
      高橋亮,世古敦人,田中功
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 第一原理計算と圧縮センシングによる高精度原子間ポテンシャルの構築2015

    • 著者名/発表者名
      世古敦人,高橋亮,田中功
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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