プロセスインフォマティクス～データサイエンスで変わる材料開発と製造～

構成数 : 1枚

第1章 プロセスインフォマティクスの潮流

第1節 プロセスインフォマティクスの位置づけ
1. プロセスインフォマティクスの意味
2. 新しい研究の仕方 ～リサーチトランスフォーメーション(RX) サイクル～
3. プロセスインフォマティクスの可能性

第2節 プロセスインフォマティクスの俯瞰と導入戦略
1. プロセスインフォマティクスの位置づけと役割
1.1 マテリアルズ・インフォマティクスとプロセスインフォマティクスの関係
1.2 材料開発プロセス全体の変革への期待
1.3 材料開発自動化システム実現における役割
2. プロセスインフォマティクスの主要技術
2.1 主要技術の役割
2.2 データ駆動アプローチとシミュレーションの融合
3. プロセスインフォマティクスの導入戦略
3.1 サイバー空間とフィジカル空間の統合システムによるメカニズム解明
3.2 PSPP フレームワーク
3.3 プロセスインフォマティクスの導入戦略
3.3.1 "基礎導入期"( データ量小 - データ解像度低)
3.3.2 "データ駆動先行期"( データ量大 - データ解像度低)
3.3.3 "モデル駆動先行期"( データ量小 - データ解像度高)
3.3.4 "高度統合期"( データ量大 - データ解像度高)


第2章 プロセス開発に活用される情報技術

第1節 データサイエンスと材料開発
1. マテリアルズ・インフォマティクス
2. プロセス・インフォマティクス
3. 計測インフォマティクス
4. 物理インフォマティクス

第2節 ベイズ最適化・スパースモデリングとプロセス開発への適用
1. プロセス開発のためのベイズ最適化
1.1 ガウス過程回帰
1.2 獲得関数
2. プロセス開発のためのスパースモデリング
2.1 スパース性とは
2.2 LASSO によるスパースモデリング
2.3 予測問題と記述子選択
2.4 損失関数と正則化
2.5 交差検証
2.6 全状態探索法
2.7 次元削減によるデータの俯瞰

第3節 分子動力学法とプロセス・インフォマティクス
1. 序論
2. MD 法の基礎理論
2.1 運動方程式と数値的解法
2.2 原子間力
2.3 MD 法に関係するソフトウェア
3. MD 法による算出可能物性
4. マルチスケール・マルチフィジックスへの応用可能性
4.1 マルチスケール・マルチフィジックス解析技法
4.2 トライポロジー
4.3 繊維強化高分子
4.4 微細加工
4.5 反応工学

第4節 自然言語処理を用いたプロセス・インフォマティクス
1. NLP の概要
2. NLP のPI への応用
2.1 文献データからの知識抽出と活用
2.2 実験レポートや運転データからの情報抽出
2.3 専門家の知見の形式化と活用
2.4 計算化学やモデリングとの融合
3. 生成AI がPI にもたらす可能性
3.1 データからの情報検索機能の向上
3.2 PI における生成AI による情報抽出の活用
3.3 運転支援システムへの適用
3.3.1 異常診断と対応策提示へのルールベース活用
3.3.2 プロセス開発支援におけるLLM の活用
4. 今後の課題と展望
4.1 専門用語や記述の多様性への対応
4.2 大規模かつ高品質なデータセットの構築
4.3 説明可能性と信頼性の向上
4.4 産学官連携と人材育成の重要性


第3章 プロセスインフォマティクスの実務

第1節 プロセスインフォマティクスにおけるハイスループット実験および自律実験
1. ハイスループット実験
2. 自律実験
3. データ解析と機械学習
4. 課題と将来展望

第2節 反応プロセス制御とインフォマティクス
1. 反応制御におけるインフォマティクス活用
1.1 材料開発における反応プロセス制御の重要性
1.2 反応プロセス制御の課題とインフォマティクス活用
2. 事例から見る反応プロセスへのインフォマティクス活用
2.1 複数の反応プロセスからなる原料の品質設計
2.1.1 テーマ概要
2.1.2 データ可視化の重要性
2.1.3 データ解析は反応プロセスのどこまで考慮するか
2.1.4 反応プロセスを制御するための特徴量側の工夫
2.2 実験自動化・自律化へ期待すること

第3節 物性の計測とインフォマティクス

第4節 プロセスの抽象化と妥当性の評価
1. セラミックスにおけるマテリアルズ・インフォマティクス(MI) とプロセス・インフォマティクス(PI)
2. シミュレーション技術を活用したプロセスビッグデータ構築
3. プロセスのモデル化・抽象化と妥当性評価
4. プロセスシミュレータの構築
5. シ...