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2022 年度 実施状況報告書

データ分離解析に対する拡散型方程式理論の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 20K20342
研究機関東京大学

研究代表者

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

研究分担者 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)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード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
研究実績の概要

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。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

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。

今後の研究の推進方策

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。

次年度使用額が生じた理由

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。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件) 学会・シンポジウム開催 (2件)

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

    • 著者名/発表者名
      Giga Yoshikazu、Okamoto Jun、Uesaka Masaaki
    • 雑誌名

      Advances in Calculus of Variations

      巻: 16 ページ: 163~182

    • DOI

      10.1515/acv-2020-0113

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Crystalline surface diffusion flow for graph-like curves2023

    • 著者名/発表者名
      Giga Mi-Ho、Giga Yoshikazu
    • 雑誌名

      Discrete and Continuous Dynamical Systems

      巻: 43 ページ: 1436~1468

    • DOI

      10.3934/dcds.2022160

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Continuity of Derivatives of a Convex Solution to a Perturbed One-Laplace Equation by p-Laplacian2022

    • 著者名/発表者名
      Giga Yoshikazu、Tsubouchi Shuntaro
    • 雑誌名

      Archive for Rational Mechanics and Analysis

      巻: 244 ページ: 253~292

    • DOI

      10.1007/s00205-022-01763-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Exhaustive existence and non-existence results for Hardy-Henon equations in R^n2022

    • 著者名/発表者名
      Giga Yoshikazu、Ngo Quoc Anh
    • 雑誌名

      Partial Differential Equations and Applications

      巻: 3 ページ: Article no. 81

    • DOI

      10.1007/s42985-022-00190-3

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Motion by crystalline-like mean curvature: A survey2022

    • 著者名/発表者名
      Giga Yoshikazu、Pozar Norbert
    • 雑誌名

      Bulletin of Mathematical Sciences

      巻: 12 ページ: 2230004-1-68

    • DOI

      10.1142/S1664360722300043

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      今村 恵子、日高 中、儀我 美保、儀我 美一、井上 治久
    • 雑誌名

      革新的AI創薬

      巻: - ページ: 193~197

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      儀我 美一、上坂 正晃
    • 雑誌名

      応用数理

      巻: 32 ページ: 186~197

    • 査読あり
  • [学会発表] The level-set mean curvature flow equation versus the total variation flow equation2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Giga
    • 学会等名
      Catch-all Mathematical Colloquium of Japan
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Continuity of derivatives of a convex solution to a total variation equation perturbed by p-Laplacian2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Giga
    • 学会等名
      UWA Analysis Seminars
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Motion by crystalline-like mean curvature2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Giga
    • 学会等名
      School of Mathematical Sciences, Peking University
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The fourth-order total variation flows in R^n2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Giga
    • 学会等名
      School of Mathematical Sciences, Peking University
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会・シンポジウム開催] Differential Equations for Data Science 20232023

  • [学会・シンポジウム開催] Interface and Free Boundaries2022

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公開日: 2023-12-25  

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