[スポンサーリンク]

スポットライトリサーチ

専門家要らず?AIによる圧倒的高速なスペクトル解釈

[スポンサーリンク]

第169回目のスポットライトリサーチは、東京大学大学院工学系研究科博士課程・清原慎さんにお願いしました。

これまで科学的営みは実験主導によって導かれてきた面が多くあります。しかしIT技術の発達した現代では、AIや機械の導入によって得られる膨大なデータを解析することで、より合理的な戦略を導こうとする「データ駆動化学」が現実味を帯びています。この潮流下にあって、清原さんの所属する溝口研究室では、マテリアルズインフォマティクスと呼ばれる材料科学と情報科学の融合領域に精力的に取り組んでいます。今回取りあげる研究は、材料の測定・分析に欠かせないデータの解釈をAIのチカラで圧倒的速度で成し遂げたという、まさに今を時めく成果であり、Scientific Reports原著論文およびプレスリリースとして公開されています。

“Data-driven approach for the prediction and interpretation of core-electron loss spectroscopy”
Kiyohara, S.; Miyata, T.; Tsuda, K.; Mizoguchi, T. Sci. Rep. 2018, 8, 13548. doi:10.1038/s41598-018-30994-6

研究室を主催されている溝口 照康 准教授から、清原さんについて以下の様な評を頂いています。AI+化学という先駆的融合領域において、大変大きな期待が寄せられている人物像がうかがえます。是非とも、新領域からのインタビューをお楽しみ下さい!

清原君の好奇心旺盛な性格と,昼夜を問わずバグやエラーと戦い続ける不屈の精神はマテリアルズインフォマティクスの研究に最適のキャラクターでした。マテリアルズインフォマティクスの大きなプロジェクトが国内外で走っています。清原君が行った「機械学習による界面構造決定」と「機械学習によるスペクトル解釈」は,みんながやりたくて,でも誰も実現できなかったことです。清原君がこの分野の世界的なリーダになることは疑いの余地がありません。あとは,私の「前向き思考」を清原君がDeep learningし,回帰モデルをつくることができれば,様々な状況や問題に対処できる最強の研究者になると思います。今後が楽しみな若者です。

Q1. 今回プレスリリースとなったのはどんな研究ですか?簡単にご説明ください。

透過型電子顕微鏡に付属するEELS(electron energy loss spectroscopy)と呼ばれる分光装置を用いることで,原子一個レベルで原子配列と電子状態を測定することが可能です.しかしEELSで得られるスペクトルから意味のある情報を抽出する(つまり,スペクトルを解釈する)ためには理論計算を行う必要があり,それには専門的な知識が必要でした。今回我々は,決定木(Decision tree)階層型クラスタリング(Hierarchical clustering)と呼ばれる2種類の情報科学的手法を応用することで、研究者が行っていたスペクトルの解釈をデータ駆動的に行うことを可能にしました。

Q2. 本研究テーマについて、自分なりに工夫したところ、思い入れがあるところを教えてください。

私は修士までは電子状態ではなく原子構造に関する研究を行っていました。しかし電子状態に関する研究を行いたいと思い溝口研究室を志望したので,それを行うことができた最初の研究であり非常に思い入れがあります。また,国際学会にて発表する予定だったにもかかわらずなかなか結果が出ず,アイデアを思ついたのが学会直前だったので非常につらい思いをしました。

Q3. 研究テーマの難しかったところはどこですか?またそれをどのように乗り越えましたか?

マテリアルズインフォマティクスはまだ始まったばかりの分野であるため,どのような統計手法をどのように使っていけばいいという経験があまり蓄積されていません。ゆえに数多くの統計手法を網羅的に調べ,プログラミングで実装可能なまでに理解するのに苦労しました。

Q4. 将来は化学とどう関わっていきたいですか?

ケモインフォマティクスバイオインフォマティクスと呼ばれる化学・生物学と情報科学の融合は材料科学よりもはるか先を走っています。マテリアルズインフォマティクスがそれらに少しでも追いつけるように少しでも貢献したいと思います。また,今回の研究で対象とした透過型電子顕微鏡や電子分光法のように,材料の研究でひろくつかわれている手法や考え方が,化学・生物学の分野ではあまり有効に利用されていないケースもあるように思います。材料の知識と経験をもとに,化学分野の発展にも貢献できればと思います。

Q5. 最後に、読者の皆さんにメッセージをお願いします。

最後まで読んでくださりありがとうございます。

先生や先輩を見て,「些細なことでも見逃さず疑問に思う」ことと「ポジティブに考える」ことが重要だと思いました。後は寝ずに頑張れば何とかなると思うので、この2点を忘れずに研究生活を送りたいと思います。

最後に本研究は指導教員である溝口照康先生をはじめ,すでに同研究室を卒業された宮田智衆博士,東大の津田宏冶先生によるご指導の下行うことができました.この場を借りて感謝申し上げます。

研究者の略歴

名前:清原 慎(きよはら しん)
平成26年 東京大学工学部マテリアル工学科卒業
平成28年 東京大学工学系研究科マテリアル工学専攻博士前期課程修了
平成28年- 東京大学工学系研究科マテリアル工学専攻博士後期課程在学

cosine

cosine

投稿者の記事一覧

博士(薬学)。Chem-Station副代表。現在国立大学教員として勤務中。専門は有機合成化学、主に触媒開発研究。
関心ある学問領域は三つ。すなわち、世界を創造する化学、世界を拡張させる情報科学、世界を世界たらしめる認知科学。
素晴らしければ何でも良い。どうでも良いことは心底どうでも良い。興味・趣味は様々だが、そのほとんどがメジャー地位を獲得してなさそうなのは仕様。

関連記事

  1. 投票!2016年ノーベル化学賞は誰の手に??
  2. ハーバート・ブラウン―クロスカップリングを導いた師とその偉業
  3. Micro Flow Reactorで瞬間的変換を達成する
  4. ペロブスカイト太陽電池が直面する現実
  5. 優れた研究者は優れた指導者
  6. 研究者のためのCG作成術②(VESTA編)
  7. 鉄触媒を用いて効率的かつ選択的な炭素-水素結合どうしのクロスカッ…
  8. 祝5周年!-Nature Chemistryの5年間-

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. ブレデレック ピリミジン合成 Bredereck Pyrimidine Synthesis
  2. 触媒的C-H酸化反応 Catalytic C-H Oxidation
  3. ハリー・グレイ Harry B. Gray
  4. アレクサンダー・リッチ Alexander Rich
  5. TEMPOよりも高活性なアルコール酸化触媒
  6. ニック・ホロニアック Nicholas Holonyak, Jr.
  7. 上村 大輔 Daisuke Uemura
  8. 中村 浩之 Hiroyuki Nakamura
  9. Heterocyclic Chemistry
  10. カセロネス鉱山

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2018年11月
« 10月   12月 »
 1234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930  

注目情報

注目情報

最新記事

元素記号に例えるなら何タイプ? 高校生向け「起業家タイプ診断」

今回は化学の本質とは少し離れますが、元素をモチーフにしたあるコンテンツをご紹介します。実験の合間…

多価不飽和脂肪酸による光合成の不活性化メカニズムの解明:脂肪酸を活用した光合成活性の制御技術開発の可能性

第346回のスポットライトリサーチは、東京大学 大学院総合文化研究科(和田・神保研究…

10手で陥落!(+)-pepluanol Aの全合成

高度な縮環構造をもつ複雑天然物ペプラノールAの全合成が、わずか10工程で達成された。Diels–Al…

吉野彰氏が2021年10月度「私の履歴書」を連載。

今年の10月はノーベル化学賞が有機化学分野から出て、物理学賞を真鍋淑郎先生が受賞して、非常に盛り上が…

ガラス工房にお邪魔してみたー匠の技から試験管制作体験までー

実験器具を試して見たシリーズ第10弾! ついにシリーズ10回目を迎えました。今回は特別編です…

ダイセルよりサステナブルな素材に関する開発成果と包括的連携が発表される

株式会社ダイセルは、環境にやさしい酢酸セルロースを当社独自の技術で加工した真球状微粒子を開発し、20…

市販の化合物からナノグラフェンライブラリを構築 〜新反応によりナノグラフェンの多様性指向型合成が可能に〜

第345回のスポットライトリサーチは、北海道大学大学院理学研究院 理論化学研究室(前田・高橋研究室)…

PCに眠る未採択申請書を活用して、外部資金を狙う新たな手法

みなさんは毎年何本の研究申請書を書きますか?そして、残念ながら日の目を見ずに、アイデアのままパソコン…

フラーレン〜ケージを拡張、時々、内包〜

トリアジン誘導体とN-フェニルマレイミドを用いた、フラーレンのケージを拡張する新規手法が開発された。…

エキノコックスにかかわる化学物質について

Tshozoです。40年以上前、手塚治虫氏の作品「ブラック・ジャック」でこういう話が載ってい…

Chem-Station Twitter

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP