物質科学に適したデータ同化の基礎と手法・実例

～実験・シミュレーションの統合による、材料探索とプロセスインフォマティクス～

【実際に体験可能な演習も実施】

【提携セミナー】

主催：サイエンス＆テクノロジー株式会社

受講可能な形式：【Live配信(アーカイブ配信付)】のみ

実験データとシミュレーションデータを統合することで高精度な予測モデルを得られるデータ同化。
同技術の物質科学への適用について、基礎・手法、データ同化を用いたBayes最適化、材料探索とプロセスインフォマティクスの実例などを解説します。実際に同手法を体験できる演習も実施します。

セミナー趣旨

本講演では講演者が最近進めている、実験とシミュレーションの融合に関する研究事例の紹介および講演者が開発したデータ同化手法の解説と演習を行う。

触媒や永久磁石などの材料開発の高効率化のためにデータ科学の応用が進んでいる。最近では、データ科学に基づいた物質探索により200万もの新しい結晶を見つけたとの報告もある。

このようなデータ科学では膨大な数のデータを要するが、触媒活性や自発磁化など、それぞれ特定の材料特性のデータ数は不十分な場合が多い。そこで、データ科学を物質科学に適用するには少数データを取り扱う方法が必要となり、データ同化はその一つである。

データ同化はシミュレーションデータを実験データに統合することで高精度な予測モデルを得る方法である。材料特性の制御変数は多次元であり、広い空間ではデータの欠測も生じやすいため、これらを考慮した物質科学に適したデータ同化手法を紹介する。

得られる知識

• 多制御変数の場合に適用可能なデータ同化手法の基礎と実例
• データ同化プログラムCLAUDEの使用方法
• 実験とシミュレーションの統合によるプロセスインフォマティクスの実例

受講対象

材料の研究開発に携わっている方で、シミュレーションを援用した効率的な開発を目指している方。
演習はPythonの基礎を前提として行います。

担当講師

奈良先端科学技術大学院大学　准教授　博士(理学)　原嶋 庸介　氏

専門：計算物質科学
第一原理計算およびデータサイエンス（特にデータ同化などの実験と理論の融合領域）が得意
これまでに取り組んできた物質系は、永久磁石、半導体、光触媒
研究室のホームページ： https://sites.google.com/view/naist-mi?pli=1

セミナープログラム（予定）

１．物質科学におけるデータ同化手法の基礎
1.1 多変量Gauss分布モデル
1.2 欠測データと完全尤度

２．永久磁石化合物の有限温度磁化予測モデルの構築

３．Perovskite型水分解光触媒化合物のバンドギャップ狭窄化
3.1 Multi-LayerPerceptronによる表現学習を用いた特徴量生成

４．データ同化を用いたBayes最適化
4.1 Bayesの定理と事後分布
4.2 獲得関数

５．光触媒化合物の焼成プロセスインフォマティクス
5.1 SrTiO3の焼成プロセスに関する特徴量生成
5.2 焼成プロセスのDynamicMonteCarloシミュレーション
5.3 実験・シミュレーション・機械学習の統合による触媒活性予測モデル構築
5.4 高い触媒活性が得られる焼成プロセスの導出

６．演習
6.1 データ同化プログラムCLAUDEのインストール
6.2 入力パラメータの説明
6.3 １次元系でのデモンストレーション
6.4 ２次元系でのデモンストレーション
6.5 自由課題

□　質疑応答　□

【演習に関して】

演習では講演者が開発したデータ同化プログラム(CLAUDE)をインストールしていただきます。
こちらはPython(ver.3)で開発されたものです。
データ同化プログラムのインストールはセミナー当日に説明しながら行います。
基本的にGoogle Colaboratoryを使ったクラウド上での実施を想定しておりますので、事前に演習に利用可能なGoogleアカウントのご用意をお願いいたします。
（お手元のPCに直接インストールも可能です。その場合はPythonのインストールを事前にお願いいたします）
当日は、こちらで用意したトイデータを使用してデータ同化プログラムをお試しいただきます。

公開セミナーの次回開催予定

開催日

2024/8/28（水）13:00～16:30

開催場所

【WEB限定セミナー】※会社やご自宅でご受講下さい。

受講料

一般受講：本体45,000円＋税4,500円
E-Mail案内登録価格：本体42,700円＋税4,270円

E-Mail案内登録なら、2名同時申込みで1名分無料 
2名で49,500円 (2名ともE-Mail案内登録必須／１名あたり定価半額24,750円)

※テレワーク応援キャンペーン(1名受講)【オンライン配信セミナー受講限定】
1名申込みの場合：受講料( 定価：37,400円／E-mail案内登録価格 35,640円 )

定価：本体34,000円＋税3,400円
E-mail案内登録価格：本体32,400円＋税3,240円

※１名様でオンライン配信セミナーを受講する場合、上記特別価格になります。
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※他の割引は併用できません。

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配布資料

PDFテキスト(印刷可・編集不可)
※開催2日前を目安に、主催者サイトのマイページよりダウンロード可となります。

オンライン配信のご案内

※【Live配信（zoom使用）対応セミナー】についてはこちらをご参照ください

※【WEBセミナー：アーカイブ受講対応セミナー】についてはこちらをご参照ください

■アーカイブ配信について
　視聴期間：終了翌営業日から7日間［8/29～9/4中］を予定
※動画は未編集のものになります。
※視聴ページは、遅くとも終了翌営業日の正午までにマイページにリンクを設定します。

備考

※講義中の録音・撮影はご遠慮ください。
※開催日の概ね1週間前を目安に、最少催行人数に達していない場合、セミナーを中止することがございます。

お申し込み方法

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