マテリアルズ・インフォマティクスの基礎と応用
・【時間変更のお知らせ】 12月13日（金）の時間が変わりました。（9/26更新）
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講義概要
「マテリアルズ・インフォマティクス（MI）の基礎と応用」をテーマにしたオンライン講義シリーズを開催する。このシリーズでは、近年、発展の著しいMIの現状を踏まえ、その基礎から段階を追って、最新動向までを議論する。機械学習の基礎、実験の自動化・自律化の最新動向、MIの重要な手段である第一原理計算とMIへの活用、そして計算物質科学における大規模言語モデル（LLM）の活用など、物質科学の新しい地平を開くための基礎から応用事例を体系的に提供する。
講義スケジュール
※12月13日（金）のみ、時間が違いますのでご注意ください。
2024年度の講義はZoomによりオンラインにて開講いたします。
| 2024年11月開講（90分 × 8回） | （敬称略） |
|---|---|
| 11月 22日（金）14:00-17:15 | 第1回、第2回 木野日織（物質・材料研究機構） |
| 11月 29日（金）14:00-17:15 | 第3回、第4回 藤井幹也（奈良先端大学） |
| 12月 6日（金）14:00-17:15 | 第5回、第6回 三宅隆 （産業技術総合研究所） |
|
12月 13日（金） 10:30-14:30※ |
第7回、第8回 吉見一慶（東京大学） |
講義内容
| 講義内容 | ||
|---|---|---|
| 第1回 | マテリアルズ・インフォマティクスの基礎（１） |
方程式が存在する物理学の世界において機械学習を行う意味と機械学習手法，特に回帰手法を解説する。物質科学の題材を用いたPythonスクリプト例を実行する。 |
| 第2回 | マテリアルズ・インフォマティクスの基礎（２） |
（１）に続いて次元圧縮・分類・クラスタリング手法を解説する。物質科学の題材を用いたPythonスクリプト例を実行する。 |
| 第3回 | 実験自動化・自律化の世界的な動向について | 近年、機械学習や深層学習を材料研究に応用するマテリアルズ・インフォマティクスの分野では、ベイズ最適化などの真の関数が明示的に不明な場合において活用可能なブラックボックス最適化が盛んに使われており、さらには実験の自動化・自律化が世界的な潮流となっている。本講義では、自律化の基礎であるベイズ最適化から紹介し、クローズドループの概念や最新の自動化・自律化の研究動向を紹介する。 |
| 第4回 | クローズドループによるプロセス・材料探索 | 本講義では、第一回目の内容をうけて、AIを用いたクローズドループの研究例として、我々が取り組んでいる高分子重合の例や無機結晶材料の例を取り上げる。高分子重合につては実験自動化例を紹介し、材料科学の視点のみではなく、材料開発システムを設計する際の考え方などをふまえて講義する。さらに、自動化・自律化が盲目的な行為にならないために可視化の重要性も議論する。 |
| 第5回 | データ駆動型材料開発の進展 |
過去10数年間のマテリアルズ・インフォマティクスの進展を概観するとともに、材料開発に用いられる機械学習手法の基礎的事項を解説する。 |
| 第6回 | 第一原理電子状態計算 |
マテリアルズ・インフォマティクスの重要な手段である第一原理計算について、密度汎関数理論を中心に初学者に向けて解説する。 |
| 第7回 |
計算物質科学におけるLLMの活用〜基礎編：LLMの基礎と環境構築 |
LLMの概念やそのアルゴリズム的な背景を理解することで、応用編に備えた基礎力を養う。また、ChatGPTやGitHub Copilotを使 用した実践的な環境構築の手順を紹介し、日常の研究や開発にすぐに役立てるための具体的な設定方法を学ぶ。 |
| 第8回 |
計算物質科学におけるLLMの活用〜応用編：知識習得・コーディング効率化への適用事例の紹介 |
計算物質科学分野において、LLMがどのように知識の習得を支援し、コーディングの効率化に寄与するか、研究プロセスや教育における活用例を通じて紹介する。 |
定員
200名程度
受講対象および費用
■受講対象：
1）企業にご所属の方（本プログラム「高度人材育成事業」にご入会いただきます。）＝連携機関
※「高度人材育成事業」のご入会をご希望の企業の方は、こちらをご参照ください。
2）学部学生、修士・博士課程学生、大学・国立研究機関等に所属する研究者等
■費用：
1）企業（営利団体）にご所属の方：受講者1名あたり100,000円（消費税別途）
※「高度人材育成事業」の参加費として申し受けます。
2）大学、国立研究機関等（非営利団体）にご所属の方：無料
受講にあたり必要な知識
学部４年生程度の量子力学及び固体物理学の知識
受講に際しての諸注意
・企業にご所属の方は、まずは「高度人材育成事業」へ入会お申込みの上、受講をお申し込みください。
・原則、全回参加が望ましいが、部分的な受講も可。
・講義資料は参加申込者のみに配布。チャットツールSlackにて質問を受け付けます。
受講申込期限
2024年11月18日（月）
事前申込制。受講生が定員を大幅に上回る場合は、1）連携機関としてお申込みの企業の方、2）博士課程学生、3）修士課程学生および学部生、4）大学・国立研究機関等に所属する研究者等の優先順位とする。
お申込方法
大学、国研等にご所属の方はオレンジのボタンより、連携機関としてお申込み済みの企業の方は黄緑のボタンよりそれぞれお申込みください。
主催
主催：東京大学物性研究所 計算物質科学高度人材育成・産学マッチングプログラム(MP-CoMS）
後援：一般財団法人 高度情報科学技術研究機構
公益社団法人 日本化学会
公益社団法人 日本金属学会
公益社団法人 日本セラミックス協会