スーパーコンピュータ「富岳」が解き明かす，細胞選別の新原理

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2025-09-22

natural_sciences

{'items': [{'key': '35u4l', 'term': 'ヒドロゲル粒子', 'description': {'blocks': [{'key': 'cv66k', 'text': '水分子を吸収して内部に閉じ込めたやわらかい材料でできた粒子です。架橋密度や組成を調整することで、やわらかさを調整することができます。変形しやすい性質を活かして、液体中の細胞の動きを調べるためのモデルとして使われることがあります。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '4i1bh', 'term': 'スーパーコンピュータ「富岳」', 'description': {'blocks': [{'key': '2a466', 'text': 'スーパーコンピュータ「京」の後継機として理化学研究所が設置し、2021年3月から共用を開始した計算機。2025年6月のGraph500ランキングで11期連続1位を獲得。また、TOP500では7位、HPCG(High Performance Conjugate Gradient)では2位、HPL-AI Mixed Precision(HPL-MxP、旧名HPL-AI)では6位を獲得するなど、世界トップレベルの性能を持っています。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'aou63', 'term': 'コンピューターシミュレーション', 'description': {'blocks': [{'key': '9sn16', 'text': '現象の法則を表す数式をコンピューターで計算し、その現象をコンピューター上で再現することです。例えば、天気予報では、空気や水の動きなどのコンピューターシミュレーションによって未来の天候を予測しています。コンピューターシミュレーションは「理論」と「実験」に続く新しい研究方法であり、「第3の科学」と呼ばれます。コンピューターシミュレーションは実験が難しい問題を解決したり、製品開発の試作コストや手間を減らしたり、不思議な現象の仕組みを解き明かしたりするときに本領を発揮します。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': 'frd1m', 'term': 'レイノルズ数', 'description': {'blocks': [{'key': 'cn4r4', 'text': '流体の慣性力と粘性力との比を表す無次元数です。レイノルズ数は、流れが層流か乱流かを決める指標として使われます。私たちの研究では層流のみを扱っていますが、層流に限った条件でも、レイノルズ数が大きいほど、流れがまっすぐに進もうとする性質が強くなったり、粒子の周りの渦が強くなったりと、流れにレイノルズ数の影響が出てきます。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '78g15', 'term': 'キャピラリー数 ', 'description': {'blocks': [{'key': '6bd9k', 'text': '流体の粘性力と固体の弾性力の比を表す無次元数です。柔軟な粒子の場合、キャピラリー数が大きいほど変形しやすくなります。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '98svc', 'term': '相転移', 'description': {'blocks': [{'key': '9p27f', 'text': 'たとえば水の温度を上げていくと氷から水、水から水蒸気へと融点、沸点を境に状態がガラッと変わることを相転移と呼びます。私たちは、特定のレイノルズ数とキャピラリー数を境に、粒子の集まる位置がガラッと変わることを研究しました。本稿では、この劇的変化を「集束パターンの相転移」と呼んでいます。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '7o50g', 'term': 'ラプラス数 ', 'description': {'blocks': [{'key': '9tjdk', 'text': 'レイノルズ数とキャピラリー数の比として定義される無次元数です。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}]}

['es']

['廣畑佑真', '杉山和靖']

粒子にかかる力がとても小さく、動きがゆっくりなため、「富岳」を使っても多くの計算時間が必要でした。また、影響する条件が多く、多くのパラメーターを計算して、ようやく分かりやすく整理することができました。複雑な流体の現象を一定の理論で表現できることへの面白さを感じるとともに、将来は新しい粒子の選別方法の一つとして社会に役立つ可能性があることに、大きなやりがいを感じています。（廣畑佑真さん）

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杉山 和靖

教授

基礎工学研究科

https://rd.iai.osaka-u.ac.jp/ja/4f3be6b665b51b35.html