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文献データ収集支援システムの開発による大規模高次元物性データベースの構築

研究課題

研究課題/領域番号 16K14379
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 無機材料・物性
研究機関東京大学

研究代表者

岡本 ゆかり (桂ゆかり)  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教 (00553760)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード材料インフォマティクス / データベース / 熱電材料 / 第一原理計算 / 機械学習 / マテリアルズインフォマティクス / データマイニング / データ科学 / 物性科学 / 熱電変換 / 物性データベース / 熱電変換材料 / 電気・電子材料 / ディレクトリ・情報検索 / コンテンツ・アーカイブ
研究成果の概要

論文中のグラフ画像から実験データを効率的に収集する世界初のWebシステムStarrydataを開発し、材料インフォマティクスのオープンデータベースを公開した。応用例として、熱電材料についての実験データ収集を進め、約2,500本の熱電材料に関する論文から15,000試料を超える膨大な実験データの収集に成功した。ベストデータに偏ることなく幅広い特性の試料を収録した点、データ一括ダウンロード機能を搭載した点で画期的である。得られた熱電特性データと第一原理計算データを合わせて電子緩和時間の評価に成功した。さらに、化学組成を入力とした熱電特性の機械学習を行い、平均誤差85%程度の熱電特性予測に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

あらゆることがデータとしてAIに利用される現代、科学論文に掲載された実験データが、デジタルデータとして全く手に入らないのは時代遅れである。そこで本研究で開発したのは、論文中のグラフ画像から効率的に実験データを収集してデータベースを作成できるStarrydata webシステムである。例として約2500本の熱電材料の論文から約15000試料の実験データを収集して世界最大の熱電材料データベースを作成し、そのデータ解析により優れた熱電材料の特徴を解明した。今後は他の材料科学分野についても同様のデータベースを作成することで、AIを活用した材料開発の進歩に貢献したい。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 5件、 招待講演 7件) 図書 (1件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Data-driven analysis of electron relaxation times in PbTe-type thermoelectric materials2019

    • 著者名/発表者名
      Yukari Katsura, Masaya Kumagai, Takushi Kodani, Mitsunori Kaneshige, Yuki Ando, Sakiko Gunji, Yoji Imai, Hideyasu Ouchi, Kazuki Tobita, Kaoru Kimura, Koji Tsuda
    • 雑誌名

      Sci. Tech. Adv. Mater.

      巻: 印刷中 号: 1 ページ: 511-520

    • DOI

      10.1080/14686996.2019.1603885

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Roles of Carrier Doping, Band Gap, and Electron Relaxation Time in the Boltzmann Transport Calculations of a Semiconductor’s Thermoelectric Properties2018

    • 著者名/発表者名
      Katsura Yukari、Takagi Hidenori、Kimura Kaoru
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 59 号: 7 ページ: 1013-1021

    • DOI

      10.2320/matertrans.E-M2018813

    • NAID

      130007410481

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 年月日
      2018-07-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 熱電特性データベースの構築と実験値マテリアルズ・インフォマティクスへの展開2017

    • 著者名/発表者名
      桂 ゆかり
    • 雑誌名

      まてりあ

      巻: 56 号: 9 ページ: 560-563

    • DOI

      10.2320/materia.56.560

    • NAID

      130006038181

    • ISSN
      1340-2625, 1884-5843
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 実験的熱電特性のデータベース化に向けた論文データ収集WebシステムStarry dataの開発2017

    • 著者名/発表者名
      桂 ゆかり、熊谷 将也、郡司 咲子、今井 庸二、木村 薫
    • 雑誌名

      粉体および粉末冶金

      巻: 64 号: 8 ページ: 467-470

    • DOI

      10.2497/jjspm.64.467

    • NAID

      130006031933

    • ISSN
      0532-8799, 1880-9014
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] High-pressure synthesis of tetragonal iron aluminide FeAl 22017

    • 著者名/発表者名
      Tobita Kazuki、Sato Naoki、Katsura Yukari、Kitahara Koichi、Nishio-Hamane Daisuke、Gotou Hirotada、Kimura Kaoru
    • 雑誌名

      Scripta Materialia

      巻: 141 ページ: 107-110

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2017.08.002

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 実験的熱電特性のデータベース化に向けた論文データ収集WebシステムStarry dataの開発2017

    • 著者名/発表者名
      桂 ゆかり, 熊谷 将也, 郡司 咲子, 今井 庸二, 木村 薫
    • 雑誌名

      粉体および粉末冶金

      巻: 64

    • NAID

      130006031933

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Materials informatics of thermoelectric materials using big literature data2019

    • 著者名/発表者名
      Yukari Katsura, Masaya Kumagai, Riku Sato, Takushi Kodani, Mitsunori Kaneshige, Yuki Ando, Sakiko Gunji, Yoji Imai, Hideyasu Ouchi, Kazuki Tobita, Kaoru Kimura, Koji Tsuda
    • 学会等名
      TMS2019 148th Annual meeting and exhibition
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Starrydata: a plot mining web system for experimental materials informatics2019

    • 著者名/発表者名
      Yukari Katsura, Masaya Kumagai, Mitsunori Kaneshige, Yuki Ando, Sakiko Gunji, Yoji Imai, Riku Sato, Takushi Kodani, Hideyasu Ouchi, Kazuki Tobita, Kaoru Kimura, Koji Tsuda
    • 学会等名
      PRESTO International symposium on materials informatics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 論文からの実験データ収集 Web システムStarrydataの開発と熱電材料研究への応用2019

    • 著者名/発表者名
      Yukari Katsura, Masaya Kumagai, Mitsunori Kaneshige, Yuki Ando, Sakiko Gunji, Yoji Imai, Riku Sato, Takushi Kodani, Hideyasu Ouchi, Kazuki Tobita, Kaoru Kimura, Koji Tsuda
    • 学会等名
      MaDISシンポジウム 2019 AIで加速する材料開発とデータプラットフォーム戦略
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 熱電材料の大規模実験データを用いたMaterials Informatics2018

    • 著者名/発表者名
      桂ゆかり, 熊谷将也, 小谷拓史,佐藤陸,金重光則, 安藤有希,郡司咲子,今井庸二,木村薫,津田宏治
    • 学会等名
      第39回日本熱物性シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 論文からの熱電特性データベース構築プロジェクトの課題と展望2018

    • 著者名/発表者名
      桂ゆかり, 熊谷将也, 安藤有希, 郡司咲子, 今井庸二, 木村薫
    • 学会等名
      第15回日本熱電学会学術講演会(TSJ2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Starrydata2: 論文中のグラフからの材料特性データ収集システム a web system for materials data collection from published plots2018

    • 著者名/発表者名
      Yukari Katsura, Masaya Kumagai, Mitsunori Kaneshige, Takushi Kodani, Hideyasu Ouchi, Sakiko Gunji, Yuki Ando, Yoji Imai, Kaoru Kimura and Koji Tsuda
    • 学会等名
      Japan Open Science Summit
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ニューラルネットワークに基づく PbTe系熱電材料の特性予測2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤陸, 小谷拓史, 桂ゆかり, 熊谷将也,今井庸二, 郡司咲子, 木村薫
    • 学会等名
      第15回日本熱電学会学術講演会(TSJ2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 実験値データベースと第一原理計算による高性能PbTe系熱電変換材料の探索2018

    • 著者名/発表者名
      小谷拓史,桂ゆかり,熊谷将也, 安藤有希, 郡司咲子, 今井庸二, 木村薫
    • 学会等名
      第15回日本熱電学会学術講演会(TSJ2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A web application "Starrydata" for collecting and sharing plot data on published papers2018

    • 著者名/発表者名
      Masaya Kumagai, Yukari Katsura, Mitsunori Kaneshige, Takushi Kodani, Hideyasu Ouchi, Sakiko Gunji, Yuki Ando, Yoji Imai, Kaoru Kimura, Koji Tsuda
    • 学会等名
      37th International Conference on Thermoelectrics (ICT2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 論文内実験データ収集・共有WebシステムStarrydataの開発2018

    • 著者名/発表者名
      熊谷将也, 桂ゆかり, 佐藤陸, 金重光則,小谷拓史,大内秀恭, 郡司咲子, 安藤有希,今井庸二,木村薫,津田宏治
    • 学会等名
      第15回日本熱電学会学術講演会(TSJ2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Development of high-performance thermoelectric materials guided by large-scale experimental data2018

    • 著者名/発表者名
      Takushi Kodani, Yukari Katsura, Masaya Kumagai, Yuki Ando, Yoji Imai, Sakiko Gunji, Kaoru Kimura
    • 学会等名
      37th International Conference on Thermoelectrics (ICT2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ニューラルネットワークに基づくPbTe系熱電材料の特性予測2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤陸, 小谷拓史, 桂ゆかり, 熊谷将也, 今井庸二, 郡司咲子, 木村薫
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 実験値データベースの応用による高性能SnTe熱電変換材料の開発2018

    • 著者名/発表者名
      小谷拓史, 桂ゆかり, 熊谷将也,今井庸二, 郡司咲子, 木村薫
    • 学会等名
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱電特性の実験値マテリアルズインフォマティクス2018

    • 著者名/発表者名
      桂ゆかり
    • 学会等名
      第二回かけはし研究会「温度変化で発電するモバイル発電器」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Estimation of effective electron relaxation times in real thermoelectric materials2017

    • 著者名/発表者名
      Yukari Katsura, Kaoru Kimura
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting 2017
    • 発表場所
      Ernest N. Morial Convention Center, New Orleans, LA, USA
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 熱電特性グラフデータの収集による実験値マテリアルズインフォマティクス2017

    • 著者名/発表者名
      桂 ゆかり、小谷 拓史、熊谷 将也、郡司 咲子、今井 庸二、木村 薫
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Data-driven evaluation of effective relaxation times for real thermoelectric materials2017

    • 著者名/発表者名
      Yukari Katsura, Takushi Kodani, Koichi Kitahara, Masaya Kumagai, Yoji Imai, Sakiko Gunji, Hideyasu Ouchi, Kazuki Tobita, Naoki Sato, Kaoru Kimura
    • 学会等名
      The 36th International Conference of Thermoelectrics (ICT2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Theoretical considerations for enhancing thermoelectric properties2017

    • 著者名/発表者名
      Yukari Katsura
    • 学会等名
      2nd Asian Association of Thermoelectrics (AAT) Summer School
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 熱電材料の大規模文献データと第一原理計算に基づく電子緩和時間の推定2017

    • 著者名/発表者名
      桂 ゆかり, 小谷 拓史, 北原 功一, 熊谷 将也, 郡司 咲子, 今井 庸二, 大内 秀恭, 木村 薫
    • 学会等名
      第14回日本熱電学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱電変換技術の最新理論と材料インフォマティクスの熱電への応用~ 電子構造エンジニアリング&材料インフォマティクス入門 ~2016

    • 著者名/発表者名
      桂 ゆかり
    • 学会等名
      CMCリサーチセミナー
    • 発表場所
      ちよだプラットフォームスクウェア
    • 年月日
      2016-12-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 桂 ゆかり, 熊谷 将也, 今井 庸二, 郡司 咲子, 木村 薫, "熱電特性の実験値のデータベース化に向けたデータ収集web システムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      桂 ゆかり, 熊谷 将也, 今井 庸二, 郡司 咲子, 木村 薫
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会 平成28年度秋季大会(第118回講演大会)
    • 発表場所
      東北大学青葉山キャンパス
    • 年月日
      2016-11-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 熱電特性の実験値データベース作成に向けた文献データ収集システムの構築2016

    • 著者名/発表者名
      桂ゆかり, 熊谷将也, 郡司咲子, 今井庸二, 小谷拓史, 木村薫
    • 学会等名
      第13回日本熱電学会学術講演会
    • 発表場所
      東京理科大学葛飾キャンパス
    • 年月日
      2016-09-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] マテリアルズ・インフォマティクスによる材料開発と活用集-データベースの構築、記述子の設計法、モデル作成2019

    • 著者名/発表者名
      桂ゆかり 他(分担執筆)
    • 総ページ数
      463
    • 出版者
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861047329
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] Starrydata

    • URL

      https://www.starrydata2.org/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] Starrydata

    • URL

      https://starrydata.wordpress.com/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] Starrydata2 web system

    • URL

      https://sites.google.com/site/yukarisearch/starrydata

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] TEdb project on Starrydata

    • URL

      http://starrydata.hatenadiary.jp/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] Starrydata2

    • URL

      http://starrydata2.org

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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