| 研究課題/領域番号 |
19K12007
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分60100:計算科学関連
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| 研究機関 | 金沢工業大学 |
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研究代表者 |
林 亮子 金沢工業大学, 工学部, 准教授 (30303332)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | データマイニング / ケモインフォマティクス / 分子 / 分子間力 / 有機化合物 / 沸点 / 融点 / 機械学習 / 高性能計算 / マルチスレッド / GPGPU / マテリアルインフォマティクス / データ科学 / 計算科学 / 材料設計 / 物性予測 / シミュレーション |
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| 研究開始時の研究の概要 |
特に次の２つの問題を中心に研究を行う．
1. 類例物質の分析
物質に関するデータは数十件から数百件程度のいわゆる「スモールデータ」であることが多く，それらのデータへの深層学習の適用から物性予測を行うことは，現状では困難である．スモールデータを扱う機械学習手法でどの程度の材料設計が可能なのか，継続して検討する．
2. 結果データの分析から次に調べるべき条件を設定する処理と探索の終了を判断する処理の自動化
結果データの分析から次に探索すべき条件を決定することは，マテリアルインフォマティクス分野において自動化も試みられているが，まだ方法論は確立されていない．本研究では自動化手法の確立を目指す．
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| 研究成果の概要 |
近年物質・材料科学において，これまで蓄積したデータとデータ科学および計算科学を活用して新規の材料を研究開発する機運が国内外で高まっている．本研究はデータ科学と計算科学を適切に組み合わせて物質探索を目指すものである．
本研究では，試験的に沸点と融点の分類ルールを調査した．融点と沸点は物質の性質を示す基礎的な量であり，多くのデータが蓄積されている．そして，融点と沸点には分子の大きさや構造が影響することが知られているが，定量的にどの程度の影響があるのかはまだ調査の余地がある．そこで炭化水素および類例の分子の融点と沸点を決定木とランダムフォレストを用いて分類した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
物質が固体から液体に変わり始める融点と，液体から気体に変わり始める沸点は，物質の性質を示す基礎的な量である．そのため，古くから多くの物質において融点と沸点は調べられており，データが蓄積されている．融点と沸点は分子の性質を反映しており，分子の大きさや構造が融点と沸点に影響することがある程度知られているが，定量的にはまだ調査の余地があるものと考えられる．そこで本研究では決定木とランダムフォレストで融点と沸点の分類と予測を行い，これまで知られた融点と沸点の性質を定量的に評価できるかどうかを調べた．
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