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Science 研究成果

研究成果 ピックアップ

研究成果事例をピックアップして紹介します。
※「京」、ポスト「京」関連の研究成果については、理研以外の研究機関による成果も含まれます。
※成果の最新情報については、新着情報もあわせてご覧ください。

2013年09月20日更新

「京」を利用した世界初の超高解像度
全球大気シミュレーションで積乱雲をリアルに表現
~台風や集中豪雨などの発生メカニズムの解明に寄与~

スーパーコンピュータ「京」を使って水平格子間隔1 km未満の超高解像度の全球大気シミュレーションを行うことに世界で初めて成功し、この結果から水平格子2 km未満の解像度にすることでこれまでは詳細に表現することが難しかった積乱雲を非常に良く表現できることを明らかにしました。本研究により、一つ一つの積乱雲から全球規模の積乱雲群との相互の関係をより正確に調べることが可能となり、甚大な被害をもたらす積乱雲群である台風や、集中豪雨などの発生メカニズムの解明、雲の気候への影響の研究などに寄与することが期待できます。

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理化学研究所プレスリリース

2013年09月11日更新

「京」を使って世界最大の脳神経シミュレーションに成功
~脳全体のシミュレーションの研究への第一歩~

「京」を使って世界最大の脳神経シミュレーションに成功しました。(理研、ユーリッヒ研究所(ドイツ)、沖縄科学技術大学院大学の共同チームによる研究)10兆個の結合の神経回路のシミュレーションは、過去最大の規模です。ただしこれは巨大な人間の脳の神経回路の1%です。今回の成功では人間の脳全体のシミュレーションに必要なメモリー量と計算速度の比率が分かり、その結果を今後のスパコンの開発やソフトウェアの設計に活かし、脳全体のシミュレーションの研究を進めていくことが期待されています。

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理化学研究所プレスリリース(日本語版)

理化学研究所プレスリリース(英語版)

沖縄科学技術大学院大学ニュースセンター

ユーリッヒ研究所(英語)

2013年09月10日更新

広域にわたる地震津波の複合災害シミュレーションの開発
~地震津波の発生、伝播の解明から被害予測、避難への活用~

南海トラフ巨大地震への備えの面からも、地震発生の仕組みから地震や津波が伝わる過程の解明ならびに都市での被害予測、避難誘導の効果を明らかにすることは重要です。
そこで「京」を用いて、地震津波の広域複合災害の精緻なシミュレーションの開発を行っています。東日本大震災における実際の被害との比較により計算結果の検証を行うとともに、被害予測や効果的な避難シミュレーションなどの開発を進めています。

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2013年09月10日更新

エネルギー問題を解決する新物質・新材料の開発
~電池、メタンハイドレートの研究にも役立つ「京」~

急速に需要が高まる電池市場。「京」を用いて、電池性能の鍵となる電極材料や電解質の性能への影響評価を行っており、今後は新しい材料を探索し、その最適な組合せを探します。また次世代のクリーンエネルギーとして注目されているメタンハイドレート(※)の研究では、「京」を使った大規模なシミュレーションの結果を、効率的にメタンを採取する方法に役立てようとしています。このように「京」は、物質の性質の解明や、様々な環境が物質に与える影響の予測などを行い、創エネルギー、省エネルギーにつながる新しい材料を創り出す研究に貢献しています。

※メタンハイドレートはメタン(天然ガス)が水と結合してできた固体。日本近海にも多く埋蔵されていると言われています。

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2013年09月10日更新

コンピュータによる解析と予測に基づく効率的な医薬品開発
~汎用コンピュータで約2年かかる計算を「京」により5時間45分に短縮~

創薬は、病気の原因タンパク質を見つけ出し、それに結合する新規化合物を創ることといえます。実験では、膨大な数の候補化合物全ての結合を確認できないため、研究開発者の勘と経験、運に頼るところが多く、成功率は2万分の1と言われていました。今回「京」の登場により、世界最大規模の189.3億通りのタンパク質と化合物の組み合わせの結合予測について、これまで使っていたコンピュータでも約2年かかる計算が5時間45分に短縮されました。医薬品の効果が正確に予測できることで、開発の成功率向上、開発期間の短縮、またコスト低減の実現に近づきます。

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2013年09月10日更新

「京」で初めて実現できる、“流れ”の詳細なシミュレーション
~乗り心地、走行安定性、騒音などへの影響を高精度で把握~

車や船の周りの水や空気の流れには細かい渦が無数にあります。「京」を用いることにより1mm以下の渦も含めてシミュレーションが可能になりました。風洞(※)や水槽を用いた実験と同レベルの精度で流れを把握できることから、大型の試験設備を使わずに乗り心地や走行安定性、あるいは騒音などの快適性への影響を評価できるようになりました。車や船の開発期間の大幅短縮も期待されます。

※風洞:風を人工的に起こすトンネル型の装置。風洞を用いて自動車などが気流から受ける影響を計測することにより、製品開発・設計のためのデータを得ることができます。

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2013年08月27日更新

宇宙の構造形成のカギを握ると言われる未知の粒子「ダークマター」の正体に迫る ~多目的に活用できる非常に高性能な計算手法を確立~

宇宙の構造形成のカギを握ると言われる未知の粒子ダークマター。「京」を活用して、2兆におよぶダークマター粒子一つひとつが重力によってどのように引き合い、集まって行くのかなどを明らかにする世界最大規模のシミュレーションを行っています。ここで開発された非常に高性能な計算手法は、外からの力に応じて変形する流体の計算など様々なアプリケーションにも活用できます。そこで、多くの人が活用できるような共通ソフトウェアの開発も進めています。

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2013年08月27日更新

世界初、分子レベルの機能まで組み込んだコンピュータ上の心臓モデルの開発
~精緻なシミュレーションが様々な応用分野での活用につながる~

様々な病気が分子レベルでの異常が原因で起きていることが明らかにされています。「京」の活用により、2年近く掛かっていた細胞内の構造を精密に再現した心臓モデルの1回収縮分の計算が1日でできるようになりました。この心臓モデルに遺伝子異常などの要因を組み込むことにより、症状を引き起こすメカニズムの解明が可能となり、創薬の開発に大きく貢献ができます。現在は家族性肥大型心筋症という病気についての解析を進めています。

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2013年08月27日更新

「京」を利用した大規模分子シミュレーションによるタイヤ材料の開発
~安全性・省資源と低燃費性の両立を目指して~

タイヤの基本性能である安全性(ブレーキ性能)やタイヤの寿命(ゴム強度)を向上させながら、低燃費性に必要な“転がり抵抗を少なくする”ことは難しい課題です。タイヤの内部は、様々な大きさの分子から成る複雑な構造をしていますが、「京」を使うと、その動きや現れる性能を丸ごとシミュレーションすることができるのです。今後の高機能ゴム材料開発につなげてゆきます。

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2013年04月30日更新

からだをまとめてシミュレーションする 
~ソフトウェア開発と病気のメカニズムの解明で、最適な治療につなげる~

「京」を利用して、神経が信号を作り出すシミュレーションとその信号によって骨格筋が収縮する(※)シミュレーションを統合することに成功しました。今までの研究では、人の体の部位別(例:心臓シミュレータ)にシミュレーションを行っていますが、「京」では、それらをまとめて研究することができるようになりました。人の体はすべてが統合され、協調して働いています。そのしくみの解明には分子レベルから全身レベルまでの、いろいろな要素をとらえることが必要です。全身統合シミュレータの開発を見据え、研究が続きます。

※人の骨格は、骨とそれをつなぐ関節・軟骨・靭帯で成り立っています。骨格筋とは、骨格についている筋肉のことで、これが収縮することによって身体が動きます。

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