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スーパーコンピュータ「京」が来た!その3

つくばエキスポセンターの新展示、スーパーコンピュータ「京」に関するエキスポサイエンスメモの第3回です。今回は、スーパーコンピュータ「京」が行ってきた研究と、「京」のその後についてお話ししたいと思います。

【研究例その1】リチウムイオン電池の性能アップ!
リチウムイオン電池は、充電してくり返し使える電池としてノートパソコンやスマートフォンなどに使われる、わたしたちのくらしに欠かせないものの1つです。昨年には、開発者の1人である吉野彰博士がノーベル化学賞を受賞したことでも話題になりました。
リチウムイオン電池のさらなる活躍が期待されているものに、電気自動車があります。つくばエキスポセンターにある電気自動車KAZなど、さまざまな電気自動車が作られていますが、電気自動車がより使いやすくなるために、今よりも早く充電されて、より高い電圧を出せるリチウムイオン電池が求められています。

そんな中で、東京大学や物質・材料研究機構のグループが、2014年に高速充電・高電圧作動を可能にする新しい電解質(プラス極とマイナス極の間の部分)を開発しました。その開発の中で、電池の中で起きる化学反応を細かく調べるために、スーパーコンピュータ「京」を使ったシミュレーションが使われました。現在、この新しい電解質を使ったリチウムイオン電池の実用化が進められています。

KAZ

【研究例その2】心臓の動きをスーパーコンピュータで再現!
心臓は、全身に血液を送り出す働きを持つ、最も重要な臓器の一つです。およそ10億個の心筋細胞が集まってできている心臓では、1つ1つの細胞が伸び縮みすることで、心臓全体の拍動が起きています。そして、細胞の中にあるタンパク質の動きが、細胞の伸び縮みを作り出していることもわかってきています。東京大学などのグループは、この心臓をできるだけ細かく再現したモデルをスーパーコンピュータ「京」の中で作成し、タンパク質の動きによって心臓が血液を送り出すようすをシミュレーションで実現しました。この研究は、これまで治療が難しかった心臓の病気の治療につながるほか、VR技術と組み合わせて大学の授業などにも使われ始めています。

多くの研究成果を残したスーパーコンピュータ「京」ですが、その後継機として今まさに組み立てが行われているのが、スーパーコンピュータ「富岳」です。「京」の100倍の計算性能を目標として開発が進む「富岳」は、来年度からの運用予定でしたが、今回の新型コロナウイルスの感染拡大を受けて、治療薬の探索や流行のシミュレーションのため、今年度から運用が始まることになりました。スーパーコンピュータ「富岳」の今後の活躍を期待しています。

参考資料

リチウムイオン電池の新しい電解質について

心臓のシミュレーションについて①

心臓のシミュレーションについて②

心臓のシミュレーションを用いた教育について

「富岳」の新型コロナウイルス関連研究について

 

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