ジェノタイプ表現グラフ（GRG）に基づく研究：バイオデータ分析効率の向上を実現する新たなフレームワーク 学術的背景と研究の動機 シーケンシング技術の急速な進歩に伴い、特に人間の疾病関連研究分野において、大規模なゲノムデータの収集がますます一般的になってきています。2023年末には、英国バイオバンク（UK Biobank）がそのクラウドコンピューティングプラットフォーム上で約50万件の全ゲノムデータをリリースし、そのうち20万件が位相（phased）処理が完了しました。このような膨大なデータセットは研究に前例のない機会を提供しますが、同時に新たな課題ももたらします。すなわち、これほど大規模なゲノムデータを効率的に符号化し分析するにはどうすればよいかという課題です。伝統的な2次元の表形式データ構...

深層学習フレームワークを用いた多体シュレーディンガー方程式のスピン対称性解法研究：新手法の画期的成果 量子物理学および量子化学の分野において、多体電子系の記述は重要な課題でありながらも非常に困難な問題である。電子間の強い相関を正確に特徴付けることは、触媒、光化学、超伝導性などの分野において特に重要な意義を持つ。しかし、広く使用されているKohn–Sham密度汎関数理論（KS-DFT）などの従来の手法では、多参照系における静的相関の記述に不十分な点が残っている。この不足は「対称性ジレンマ」（symmetry dilemma）として知られる問題を引き起こし、物理的でない状態であるスピン対称性の破れた解がより低いエネルギー結果を得ることがある。さらに、波動関数法は静的相関を捉える点では優れているが...

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...