SAMURAI - NIMS Researchers Database

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研究内容

Keywords

光電子分光、ナノ薄膜、断層解析、放射光、SPring-8

出版物2004年以降のNIMS所属における研究成果や出版物を表示しています。

論文

所属学会

応用物理学会, 日本表面真空学会

マテリアル基盤研究センター
タイトル

計測データのDX技術とデータプラットフォームへの展開

キーワード

DX技術,計測データ,データプラットフォーム,データ駆動型解析,材料情報学,MI

概要

分光スペクトルや顕微画像等を得る材料計測において,データ駆動型の自動データ解析を含むDX技術の開発とその普及のためのデータプラットフォームへの展開を行う。データ駆動型の自動解析の実現にあたっての大きな課題は,(1)データの統計ノイズを評価し属人性を排した自動データ解析技術と(2)計測装置のメーカー,機種,機関,操作者に依存してばらつく多数のデータを評価して(装置の違いに由来するデータのばらつきに影響されない)材料の本質的な情報を自動抽出する技術の2点である。ベイズ推定等の情報学と材料工学を融合してこの課題を解決する。またデータ駆動型の方法論を実現するためにデータの相互運用性を高める変換技術も必要となる。

新規性・独創性

計測データの統計ノイズを評価し属人性を排した自動データ解析技術
計測装置のメーカーや操作者等の違いに由来するデータのばらつきと試料材料の違いに由来するデータの違いを自動識別する技術
上記を実現するベイズ推定等の情報学と材料工学と分析機器学の融合
データの相互運用性を高めるための装置出力ファイル内のメタデータや数値行列データの抽出・変換・蓄積の自動化技術
以上をNIMS内外に広く普及するデータプラットフォームの設計と構築

内容

image

材料研究における計測データのDX技術を実現するには,過去の他機関のデータを含めて,多くの機関の多様な計測装置で日々生成されるデータについて,図に示すように収集・変換・較正・検索・特徴量抽出・蓄積などの多段階層の複数の工程からなるワークフローを実現することが必要となる。しかもDX技術は,個人レベルに閉じた技術ではなく社会インフラの開かれた技術であるため,(1)属人性を排したワークフローの自動化や(2)ワークフローの多機関共用が要求される。NIMSでは,この要求に対して Research Data Express (RDE)というシステムをデータプラットフォーム DICE に構築し,国内の多数の研究機関で共用されている。そのRDEシステムでの特徴量抽出の例として,図にあるX線光電子(XPS)スペクトルから特徴量(ピークパラメータ)をベイズ情報量規準を用いて自動抽出する新機能が組み込まれて共用されている。

まとめ

分光スペクトルや顕微画像等を得る材料計測において,データ駆動型の自動データ解析を含むDX技術を開発し,その成果のNIMS内外への普及のためデータプラットフォームDICE上にてRDEシステムとして展開している。分光スペクトル(例,XPS)から試料材料の特徴量を自動抽出してデータ駆動型解析として再利用するニーズは多く,開発対象を他の計測手法にも拡大する予定。

この機能は所内限定です。
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