23の先端事例がつなぐ計算科学のフロンティア　計算で物事を理解する予測する

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• 23の先端事例がつなぐ計算科学のフロンティア（近代科学社ウェブサイト）

内容紹介

理化学研究所で2018年10月に行われたシンポジウム「計算で物事を理解する予測する〜産業界の難課題が求めている解決パラダイムの提案、三つの計算科学、連続体、分子、そして統計〜」の講演内容を書籍化。執筆者は、本シンポジウムの講演者26名（全23章）。

読者レベルを理工学系の学部3年生に置き、主に産業界の各分野において計算科学が重要な役割を果たしている研究事例と成果を紹介する。単なる読み物・紹介記事ではなく、当該専門領域で実際に使われている計算や数式を織り交ぜながら展開する。具体的には、各分野において計算科学がどう使われているか、その現状の解説から入り、いま何が求められているか（解決すべき課題は何か？）を明らかにし、新しい計算アプローチ（計算式等）と今後の展望を示す。学部生が将来的に当該分野を研究してみたいと思うような面白さが感じられるとともに、他分野の研究者が読んでさまざまな“気付き”の得られる書籍である。

書誌情報

• 著者: 中村 振一郎, 牧野内 昭武, 安達 æ³°æ²», 杉本 å­¦
• 発行日: 2020-01-25 (紙書籍版発行日: 2020-01-25)
• 最終更新日: 2020-01-25
• バージョン: 1.0.0
• ページ数: 338ページ(PDF版換算)
• 対応フォーマット: PDF
• 出版社: 近代科学社

対象読者

理化学研究所,産官学,計算科学,数理科学,数理工学,化学工学,シミュレーション,ボクセル,in silico実験,第一原理計算,量子化学,有限要素法,データサイエンス,人工知能,機械学習,ディープラーニング,材料科学,計測技術,圏論に興味がある人

著者について

中村 振一郎

1984年Strasbourg大学・フランス国家博士号取得．1984-1986年 分子研・諸熊奎治教授の博士研究員．1986-2013年三菱化学にて民間企業における計算科学の第一世代として勤務．2009- 2013年 東工大・生命理工連携客員教授．2011年から理化学研究所特別招聘研究員．

牧野内 昭武

1969年 東京大学大学院工学系研究科博士課程修了．1969年 理化学研究所研究員を経て，1994年 主任研究員．2001年 VCADシステム研究プログラムディレクター．その間，グルノーブル大学客員教授，パリ13大学・ガリレー大学客員教授，理研ベンチャー（株）先端力学シミュレーション研究所取締役を兼務の後，技術顧問，理化学研究所顧問．2019年7月逝去．

安達 泰治

1992年 大阪大学大学院基礎工学研究科物理系専攻修士課程修了．その後，神戸大学工学部助手，同助教授，京都大学大学院工学研究科准教授を経て，2010年から京都大学再生医科学研究所（2016年からウイルス・再生医科学研究所）教授．この間，2006-2011年 理化学研究所チームリーダを兼務．博士（工学，大阪大学，1997年）．

杉本 学

1993年 京都大学大学院工学研究科合成化学専攻博士後期課程修了．1993-1996年 住友金属工業（株）にて計算物理研究に従事．1996年 熊本大学工学部/大学院自然科学研究科講師，2003年 同助教授/准教授．現在，熊本大学大学院先端科学研究部准教授．熊本大では計算化学（特に電子状態計算），ケモインフォマティクス，および両者を融合した電子状態インフォマティクスによる研究を実施している．博士（工学，京都大学，1996年）．

目次

はじめに―産業界の難課題が求めている解決パラダイム―

目次

執筆者紹介

第1部　連続体計算科学のフロンティア

• 第1章　顕微鏡の世界から自動車部品の加工性を予測する
• 第2章　ボクセルベースで流体構造の連成シミュレーションを行う
• 第3章　XFEMで構造物の損傷をシミュレーションする
• 第4章　ものづくりでCAEを活用する―CAEの現状と5D設計への展望―
• 第5章　計算機で骨の形態をリモデリングする
• 第6章　多細胞力学シミュレーションで上皮形態形成を捉える

第2部　量子計算科学のフロンティア

• 第7章　第一原理フェーズフィールド法で材料組織を予測する
• 第8章　電気化学反応をシミュレーションから理解する
• 第9章　計算科学を駆使して次世代の太陽電池材料を発見する
• 第10章　情報科学と電子状態計算の組合せで蓄電池用固体電解質の物性を評価する
• 第11章　非熱的レーザー加工の素過程を数値シミュレーションで理解する
• 第12章　反応経路自動探索法で化学反応経路の全貌を予測する
• 第13章　実験結果ありきではないタンパク質分子の理論研究をめざして
• 第14章　計算科学で光合成の酸素発生中心と光電荷分離を理解する

第3部　データサイエンスのフロンティア

• 第15章　データサイエンス時代の科学技術データをどう可視化するか？
• 第16章　高分子計算屋が考えるインフォマティクスとの付き合い方
• 第17章　材料産業分野における計算およびデータ科学技術への期待
• 第18章　腎臓病患者のビッグデータを構築し高リスク患者の治療にAI・ICTを活用する
• 第19章　健診データとレセプトであなたの未病度を計る

第4部　計測技術のフロンティア

• 第20章　非破壊観察システムをインフラ・ものづくり現場で利用する―理研小型中性子源RANS―
• 第21章　光干渉断層計（OCT）を用いた眼底血流計測から分かること

第5部　圏論とその展開

• 第22章　非自明な現象をいかにして捉え制御するか？―計算科学基盤としての圏論の基礎と応用―
• 第23章　圏論の応用を実践的に探求する―機能システムの新たな基盤に向けて―

おわりに―理研のものづくり研究と計算科学―

索引

監修者略歴