Hiroshi Nagamochi 研究室
主宰者:Hiroshi Nagamochi
京都大学
AI 要約(直近 5 年の研究成果)
本研究室は、医薬品や化学物質の分子設計を計算機で自動化する研究に取り組んでいます。具体的には、目的とする化学的性質(活性や機能など)を持つ分子構造を逆算して見つけ出すという課題に対して、数学的アプローチを活用しています。分子を数学的に表現するため、原子の種類や結合の形態といった特徴を「記述子」と呼ばれる数値化された情報として抽出し、これを予測モデルの入力として使用しています。
手法としては、機械学習(主にニューラルネットワークや線形回帰)と組合せ最適化(整数計画法)を組み合わせた二段階のフレームワークを開発しています。第一段階では与えられた分子データから性質を予測する関数を機械学習により構築し、第二段階ではこの関数の逆演算を整数計画問題として定式化することで、目標となる化学的性質を持つ分子構造を導き出します。このアプローチにより、従来手法では保証されていない最適解を求めることが可能になります。
また、この基本フレームワークの応用として、複雑な環状構造を持つ分子の設計、ポリマーの分子設計、複数の記述子を組み合わせた予測精度の向上、さらには目的の分子が複数存在する場合の系統的な列挙など、様々な拡張研究を行っています。これらにより、計算機を用いた分子設計の実用化に向けた研究が進められています。
※ AI(Claude)が、公開されている論文要旨から研究の問い・手法・主要な発見を事実情報として抽出・再構成して自動生成しています。誤りを含む可能性があるため、正確性は研究室公式情報でご確認ください。
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研究成果(17 件)
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- DOI: https://doi.org/10.31083/j.fbl2706188
- DOI: https://doi.org/10.1007/s10489-021-03088-6
- DOI: https://doi.org/10.1007/s00453-022-00927-x
- DOI: https://doi.org/10.1145/3510427.3510431
- DOI: https://doi.org/10.5220/0010853700003123
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- [2021] Molecular Design Based on Artificial Neural Networks, Integer Programming and Grid Neighbor SearchDOI: https://doi.org/10.1109/bibm52615.2021.9669710
- DOI: https://doi.org/10.1109/tcbb.2021.3112598
- DOI: https://doi.org/10.1016/j.tcs.2021.09.015
- DOI: https://doi.org/10.1007/s10878-021-00799-x
- DOI: https://doi.org/10.1186/s13015-021-00197-2
- DOI: https://doi.org/10.3390/ijms22062847
- [2021] 機械学習QSARの整数計画法に基づく逆解析法DOI: https://doi.org/10.2477/jccj.2021-0030
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