無定形前駆体からの結晶出現の予測：ディープラーニングがもたらす材料科学の新たな突破口 背景紹介 結晶が無定形物質から徐々に生成されるプロセスは、自然界から実験室まで広く重要な意義を持っています。このプロセスは地質から生物現象に至るまで様々な現象に見られ、新材料の開発においても中心的な役割を果たしています。しかし、無定形状態から結晶態への変換において、最初に現れるのはしばしば熱力学的に安定な状態ではなく、準安定状態（metastable state）の結晶です。この準安定状態の形成は「オストワルドの法則」によって説明され、無定形前駆体（amorphous precursor）と類似した局所構造を持つ結晶が優先的に核生成しやすいとされています。 無定形材料の結晶化プロセス、特にそのエネルギーラン...

動揺病のバイオマーカーとバイオセンサーの探究：診断の難題を解決するための革新的方向性 動揺病（Motion Sickness、MS）は、人間が一般的に経験する症候群で、交通機関や仮想現実（Virtual Reality、VR）による非自然な動きが引き金となる場合が多いです。その特徴には頭痛、吐き気、嘔吐、冷や汗、顔面蒼白などがあり、重篤な場合には脱水や電解質異常、さらには身体的および心理的な悪影響を引き起こすこともあります。しかし、信頼できる客観的な指標やリアルタイムの検出方法の欠如が原因で、動揺病の正確な診断は医療分野における難題となっています。これまでの研究で、いくつかの生理学的および生化学的な指標が動揺病の発生と関連している可能性が示されていますが、体系的な研究レビューや統一的な技術的...

大規模言語モデルは虚偽情報にどう対応するのか？—LLMsを基盤とした深掘り研究 現代の情報が急速に拡散するデジタル時代において、虚偽情報（misinformation）やフェイクニュース（fake news）の拡散は、社会的な重大課題となっています。インターネットやソーシャルメディアの普及により、情報共有のハードルが大幅に下がり、誰でも未検証のままコンテンツを拡散できるようになりました。その一方で、ソーシャルプラットフォームのアルゴリズムは、議論を呼ぶ内容や感情を強く揺さぶる内容を優先的に表示する傾向があり、誤解を招く情報の拡散を加速させています。さらに、生成型人工知能（generative artificial intelligence）、特に大規模言語モデル（Large Language...

部門ベースのペアトレーディング戦略と革新的な銘柄選択技術の深掘り 背景と研究目的 ペアトレーディング戦略（Pairs Trading Strategy, PTS）は、金融市場で長年使用されている人気のあるアービトラージ戦略であり、その核心理念は、高度に相関する2つの株式間の相対的パフォーマンスを活用し、価格の一時的な偏差から利益を得ることにあります。しかし、従来のペアトレーディング戦略は主に平均回帰理論に基づいており、株価スプレッド（差額、Spread）がその歴史的平均に回帰すると仮定しています。実務では、トレーダーは通常、相関分析や共積分分析（Cointegration）を通じてペアを選択し、統計モデルに基づいてポジショニングシグナルを生成して利益を最大化します。 従来のPTSは広く使用さ...

多目的進化的最適化による移民定住問題解決の新たなフレームワークに関する研究報告 グローバル化の進展が加速し、社会経済的背景が変化する中、移民（migrants）現象は無視できない世界的なトレンドとなっています。人道的支援の観点や、グローバル経済の持続可能な発展の観点から、移民を効果的に管理し定住させることは、複雑で重要な課題となっています。統計データによると、2019年現在、国際移民の総数は2.72億人に達しており、従来の予測をはるかに上回る成長を示しています。そして、この現象は将来も続くとされています。しかし一方で、移民定住のプロセスには多くの課題が伴います。例えば、どのように移民の雇用率を向上させるのか、またどのように適切な定住地に移民を合理的に配置するのかといった問題です。これらの問い...

マルチエージェントハイブリッド環境協調ナビゲーション研究: 関係グラフ学習に基づく強化学習の新しいアプローチ モバイルロボット技術は、人工知能分野の進展とともに応用ブームを迎えています。その中で、ナビゲーション能力はモバイルロボット研究の核心的なホットスポットの1つです。従来のナビゲーション手法は、動的環境、障害物回避、複数ロボットの協調タスクに直面した際、アルゴリズムの複雑性、計算資源の消費、モデルの汎化性という問題に直面しやすいです。これらの課題を解決するため、Central South UniversityとZhejiang University of Technologyの研究チームは、関係グラフアテンションネットワーク（Graph Attention Network, GAT）に基...

深層循環型強化学習と連合学習を用いた産業IoTトラフィックの侵入検知手法 学術背景 産業用IoT（Industrial Internet of Things, IIoT）の急速な発展は、スマート工場や産業システムに大きな変革をもたらしました。IIoTは、インターネットを介してさまざまな産業デバイスを接続し、データ交換、遠隔制御、インテリジェントな意思決定を実現しました。しかし、このシームレスな接続性と膨大なデバイスネットワークは、産業システムがより複雑で多様なサイバーセキュリティリスクに直面する結果となりました。現実のIIoTシナリオにおいて、ネットワーク攻撃はデータ漏洩、データ操作、サービス拒否（denial of service, DoS）、および工場の生産中断などの深刻な影響を引き起こ...

非線形固定時間強化学習最適化制御によるインテリジェント船舶自動操舵システムの研究 近年、インテリジェント自動操舵技術は自動化制御分野における研究の焦点の一つとなっています。複雑な非線形システムにおいて、特に固定時間内でシステムの安定性と性能最適化を実現するための最適化制御戦略の設計は、制御エンジニアと研究者にとって重要な課題となっています。しかし、既存の固定時間制御理論は、システム状態の収束を実現する際にリソース利用効率とのバランスを考慮していない場合が多く、このため過剰補償または補償不足の現象を引き起こし、システムの定常状態誤差を増加させる可能性があります。さらに、時間制限内での非線形不確実性の推定誤差最小化については、関連研究は依然として少ないのが現状です。したがって、本研究では、この重...

好み予測に基づく進化的多目的最適化を用いたガソリン調合スケジューリング 背景紹介 世界エネルギー市場の変化が続く中、ガソリンの生産および調合プロセスは、ますます多くの課題に直面している。ガソリンは石油産業の重要な製品であり、その調合とスケジューリングプロセスは、製品の品質および生産効率に直接影響を与える。ガソリン調合では、製品の仕様および性能要件に基づき、複数の成分を異なる比率で混合して、さまざまなグレードのガソリンを製造する必要がある。この過程では、オクタン価（Octane Number, ON）、リード蒸気圧（Reid Vapor Pressure, RVP）、鉛含有量、硫黄含有量、引火点など、複数の性能指標を満たす必要がある。これにより、厳格な品質管理が求められるだけでなく、ますます厳...

科学論文を深く掘り下げる：MEMIA: Multilevel Ensemble Membership Inference Attack 研究背景の紹介 デジタル技術の急速な発展に伴い、人工知能（AI）や機械学習（ML）は医療、金融、小売、教育、そしてソーシャルメディアなどのさまざまな分野に浸透しています。しかし、これらの技術の広範な利用により、プライバシー漏洩のリスクがますます顕著となっています。多くの研究では、機械学習モデルが対抗的攻撃に弱いことが示されており、その中でも重要なプライバシー攻撃の形式として、会員推論攻撃（Membership Inference Attack, MIA） が注目されています。この攻撃は、ターゲットモデルの出力分布を解析することで、特定のデータサンプルがモデル...