周りを見て考えて手を動かす自動実験ロボ
理化学研究所（理研）生命機能科学研究センター バイオコンピューティング研究チームの張 竣博 研修生（大阪大学大学院 基礎工学研究科 システム創成専攻 博士後期課程1年）、万 偉偉 客員研究員（同准教授）、田中 信行 上級研究員、高橋 恒一 チームリーダー、環境資源科学研究センター 質量分析・顕微鏡解析ユニットの藤田 美紀 上級技師、大阪大学大学院 基礎工学研究科 システム創成専攻の原田 研介 教授らの共同研究グループは、規格化されていない実験環境を認識してロボットアームの動作を自動的に生成し、自律実験を遂行するAIシステムを開発しました。 本研究成果は、人とロボットが一緒に作業する新しい実験室の実現に向けた基盤技術となり、生命科学研究の発展に貢献することが期待されます。 近年、実験科学における人間の手技や処理能力の制約を克服する試みとして、ロボットやAIの活用が進んでいます。しかし、実験室
ナノ半導体界面でのエネルギー共鳴現象を発見
理化学研究所（理研）開拓研究本部 加藤ナノ量子フォトニクス研究室の方 楠 基礎科学特別研究員（研究当時、現 客員研究員）、加藤 雄一郎 主任研究員（光量子工学研究センター 量子オプトエレクトロニクス研究チーム チームリーダー）、筑波大学 数理物質系ナノ構造物性研究室の岡田 晋 教授、東京大学 大学院工学系研究科 マテリアル工学専攻の長汐 晃輔 教授、慶應義塾大学 理工学部 物理学科の藤井 瞬 助教らの共同研究グループは、1次元と2次元という異なる次元性を持ったナノ半導体間の界面において、バンドエネルギー[1]共鳴によって励起子[2]移動が増強する現象を発見しました。 本研究成果は、原子レベルで構造が明らかなナノ物質を構成要素とした半導体デバイスへの応用に貢献すると期待されます。 効率の良い半導体作製のためには、素子の微細化が必要になりますが、物理的制約に直面しつつあります。この課題を打開す
焦点距離を変えられるメタレンズを開発
理化学研究所（理研）光量子光学研究センター フォトン操作機能研究チームの田中 拓男 チームリーダー（開拓研究本部 田中メタマテリアル研究室 主任研究員）らの国際共同研究グループは、光の偏光で焦点距離を制御できるメタレンズを開発しました。 本研究成果は、超小型のデジタルカメラや光学顕微鏡、光学センサーなど小型で高性能な光学機器の創出に貢献すると期待されます。 今回、国際共同研究グループは、入射する光の偏光方向を変えるだけで焦点距離が変化するメタレンズの開発に成功しました。メタレンズとは光の波長よりも細かなナノメートル（nm、1nmは10億分の1メートル）スケールの人工構造によって構成されるレンズで、わずか750ナノメートルの厚みしかない極薄のレンズです。このメタレンズを構成するナノ構造を特定の光の偏波（偏光）にのみ応答するように設計して、光の偏光方向を変化させることでレンズの焦点距離を自在に
窒素分子からヒドラジン誘導体作製に成功
理化学研究所（理研）開拓研究本部 侯有機金属化学研究室の侯 召民 主任研究員（環境資源科学研究センター 副センター長）、卓 庆德 特別研究員、周 小茜 基礎科学特別研究員、島 隆則 専任研究員（環境資源科学研究センター 先進機能触媒研究グループ 専任研究員）らの国際共同研究チームは、多金属のチタンヒドリド化合物[1]を用いて、非常に安定な窒素分子（N2）と不飽和カルボニル化合物[2]から、温和な反応条件でヒドラジン誘導体[3]を合成することに成功しました。 本研究成果は、温和な条件で窒素分子からさまざまな含窒素有機物を直接的に合成する方法の開発につながると期待されます。 窒素分子は入手容易な天然資源ですが、非常に安定しており、有機合成に直接利用することは困難です。今回、国際共同研究チームは、独自に開発したチタンヒドリド化合物を用いることで、温和な条件で窒素分子のN≡N結合を還元し、さらにα
トポロジカル絶縁体で電気磁気効果を初めて観測
理化学研究所（理研）創発物性科学研究センター 強相関量子伝導研究チームの川村 稔 専任研究員、十倉 好紀 チームリーダー（東京大学 卓越教授／東京大学 国際高等研究所東京カレッジ）、強相関界面研究グループの川﨑 雅司 グループディレクタ―（東京大学大学院 工学系研究科 教授）、強相関理論研究グループの永長 直人 グループディレクタ―（東京大学大学院 工学系研究科 教授）、東京大学大学院 工学系研究科の森本 高裕 准教授、東北大学 金属材料研究所の塚﨑 敦 教授（理研 創発物性科学研究センター 強相関界面研究グループ 客員主管研究員）らの共同研究グループは、磁性トポロジカル絶縁体[1]の積層薄膜における電気磁気効果[2]を初めて観測しました。 本研究成果は、トポロジー（位相幾何学）を利用した新しいタイプの電子輸送に関する基本原理を実証したものであり、トポロジカル物質の応用研究への展開が期待で
電子が質量を失って液晶になる物質を発見
理化学研究所（理研）創発物性科学研究センター 創発物性計測研究チームのクリストファー・J・バトラー 研究員、幸坂 祐生 上級研究員（研究当時、現創発物性計測研究チーム 客員研究員、京都大学大学院 理学研究科 教授）、花栗 哲郎 チームリーダー、名古屋大学大学院 理学研究科 理学専攻 物理科学領域の山川 洋一 講師、大成 誠一郎 准教授、紺谷 浩 教授らの国際共同研究グループは、バリウムとニッケルの硫化物BaNiS2において、質量を持たない電子（ディラック電子[1]）とあたかも液晶[2]のように振る舞う電子が共存していることを発見しました。 本研究成果は、非常に珍しい電子状態であり、全く新しい物性を実現する舞台として期待できます。 結晶構造が特別な幾何学的対称性[3]を持つ物質や、電子状態がトポロジー[4]的に非自明[5]な物質では、電子の質量がゼロになることがあります。一方、電子間の斥力相
光で誘電率を大幅に自在制御できる液晶性強誘電体
理化学研究所（理研）創発物性科学研究センターソフトマター物性チームの西川浩矢特別研究員、荒岡史人チームリーダーらの研究チームは、「強誘電性[1]」を持った「ネマチック液晶[2]」に光応答性を付与し、光によって比誘電率[3]を広範囲にわたって制御できる材料を開発しました。 本研究成果は、強誘電体[1]の比誘電率を大幅に、簡便かつ可逆に制御する原理を発案しただけでなく、強誘電性ネマチック液晶を用いた実用的なフォトコンデンサ素子への応用が期待できます。 強誘電性ネマチック液晶はごく近年報告が相次いだ新しい概念の液晶で、有機分子としては最大級の10,000を超える比誘電率が報告されています。しかし、この強誘電性の起源はまだ不明であり、ひいては応用の可能性も未知でした。 今回、研究チームは、強誘電性ネマチック液晶の材料に、光応答性を持つ有機分子を少量添加するという極めて簡便な方法で、可視光に応答し比
ランキングトップが描き出す「富岳」の実力
2021年6月、スーパーコンピュータ「富岳」は、半年に一度発表される性能ランキングのうち4部門で、3期連続の世界第1位を獲得しました。2020年11月には人工知能（AI）に特化したランキングでも好成績を収めています。それぞれのランキングは、「富岳」のどのような性能を示しているのでしょうか。今村俊幸チームリーダー（TL）と佐藤賢斗TLに聞きました。 今村 俊幸（いまむら としゆき）（写真左） 計算科学研究センター 大規模並列数値計算技術研究チーム チームリーダー 1969年愛知県生まれ。京都大学大学院工学研究科応用システム科学専攻単位取得退学。博士（工学）。日本原子力研究所計算科学技術推進センター 研究員、電気通信大学 准教授などを経て、2012年より理研計算科学研究機構 大規模並列数値計算技術研究チーム チームリーダー。2018年より現職。 佐藤 賢斗（さとう けんと）（写真右） 計算科学
熱と量子の揺らぎを発現する深層学習モデルを発見
理化学研究所（理研）創発物性科学研究センター計算物質科学研究チームの野村悠祐研究員、開拓研究本部Nori理論量子物理研究室の吉岡信行客員研究員（東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻助教）、フランコ・ノリ主任研究員の研究チームは、深層学習モデル[1]を用いることで、熱および量子的な揺らぎの双方が内在する現象を、精密かつ高速に計算できることを発見しました。 本研究成果は、未知の量子多体現象の解明や高効率な量子デバイスの開発などに貢献すると期待できます。 熱で活性化された粒子の運動が揺らぐ効果と、量子系特有の量子もつれ[2]による揺らぎ[3]の効果を調べることは、いずれも物理の根源的な課題です。特に、量子力学の法則に従う多粒子系（量子多体系）における両者の働きを調べることは、物理学における最大級の難問の一つといえます。 今回、研究チームは、機械学習[1]において活用されている深層学習モデルが、
スーパーコンピュータ「富岳」がGraph500において2期連続で世界第1位を獲得
スーパーコンピュータ「富岳」がGraph500において2期連続で世界第1位を獲得 －ビッグデータの処理で重要となるグラフ解析で最高レベルの評価－ 理化学研究所（理研）、九州大学、株式会社フィックスターズ、富士通株式会社による共同研究グループは、スーパーコンピュータ「富岳」[1]のフルスペックを用いた測定結果で、大規模グラフ解析に関するスーパーコンピュータの国際的な性能ランキングである「Graph500」における性能向上に成功し、世界第1位を2020年6月に続いて2期連続で獲得しました。 このランキングは、HPC（ハイパフォーマンス・コンピューティング：高性能計算技術）に関する国際会議「SC20」の開催に合わせて、Graph500 Committeeから11月16日（日本時間11月17日）に発表されます。 大規模グラフ解析の性能は、大規模かつ複雑なデータ処理が求められるビッグデータの解析にお
科学道100冊 | 理化学研究所
理化学研究所は株式会社編集工学研究所の協力のもと、書籍を通じて科学者の生き方や考え方、科学のおもしろさや素晴らしさを届ける事業「科学道100冊」を2017年に始めました。多くの方から好評をいただき、2019年からは中高生をメインターゲットにした毎年恒例の企画とし、2023年11月30日にシリーズ第７弾として、これまでの「科学道100冊」シリーズを総括した「傑作選」を発表しました。 「科学道100冊 傑作選」は、過去の6シリーズ（計450冊）を中心に「時代を経ても古びない良書100冊」を選びました。理研の研究者と職員にアンケートを実施して決定したオールタイム・ベスト100です。 「科学道」とは理研がつくった言葉。過去の多くの科学者たちと未来の数々の科学者たちが、科学の力を信じ、社会への貢献を胸に歩む科学の道を表現しています。 ぜひお楽しみください。
YouTube「理研チャンネル」新着動画（教えて！新型コロナウイルス 1～4話） | 理化学研究所
YouTubeの理研公式チャンネル「RIKEN Channel」に新しい動画を掲載しました。 全世界に感染が広がり、私たちの暮らしを一変させた新型コロナウイルスについて、小学生以上を対象にイラストを使って分かりやすく解説した動画です。 「新型コロナウイルスとは？」「感染予防」「ウイルスを死滅させるには？」「重症化の仕組み」の全4話構成です。ぜひご覧ください。 教えて！新型コロナウイルス 第1話 ～新型コロナウイルスとは？～ 新型コロナウイルスの大きさや特徴、どのように人に感染するかについてスーパーコンピュータ「富岳」を使った研究成果などを交えて解説します。（3分17秒）
「理研神戸地区・大阪地区一般公開」（10月31日）、オンライン開催のお知らせ
今年度の神戸地区・大阪地区の一般公開は、新型コロナウイルスの感染拡大防止対策のため、オンラインで開催します。 研究者に質問ができるミニ授業や、スーパーコンピュータ「富岳」などの普段は入れない研究施設を探検できるバーチャルツアーなど、オンライン開催だからこそ体験できる企画をたくさん用意しています。そのほかにも、塗り絵コンテストや研究者と一緒に組み立てる工作など、お子さんにも楽しんでいただけるコンテンツを準備しています。 ぜひパソコンやスマートフォンから、みなさんで最先端の科学の研究現場や身近なものを使った科学実験を体験してください。 開催日
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