論文アブストラクトから原子分子の状態の情報を検出,抽出する方法の研究

佐々木 明; 村田 真樹*; 金丸 敏幸*; 白土 保*; 井佐原 均*; 上島 豊; 山極 満

プラズマ・核融合学会誌, 81(9), p.717 - 722, 2005/09

http://ci.nii.ac.jp/naid/110006281980

科学論文のアブストラクト中の原子分子の状態を抽出して表示し、研究者の論文の内容の理解と、原子分子データの収集を支援するための、情報科学の成果を応用した新しいソフトウエアの開発について報告する。原子分子データは基礎科学,産業応用のいろいろなシミュレーションで利用されているが、多種,多量の原子分子データの収集,評価がこれまで問題であった。本研究では、電子化された論文アブストラクト中で、原子・イオン種,電子配置,微細構造などの固有情報が、特定の書式に従って記述されることに注目し、テキスト処理の技術を応用したプログラムを開発してそれらをほぼ確実に抽出できるようにした。本研究の成果を活用することにより、研究者による科学論文の内容の理解,原子分子データの収集,評価,データベース化を効率化する可能性について議論する。

科学の面白さを伝える; Science mediation projectの挑戦

上島 豊

地域研究交流, 21(1), p.2 - 5, 2005/06

http://www.think-t.gr.jp/kikanshi/pdf/no68.pdf

国際数学・理科教育調査など多くのデータが我が国の青少年の科学技術離れを指摘している。これらの状況と時期を同じくして我が国の産業衰退が進んでいるため相関性が予期され、問題視されている。一部の大学教官や研究者などは高校生の科学技術への関心を喚起するためボランティアで講座などを開催して、その輪は確実にひろがっているが、ボランティア活動にとどまっているためその拡大スピードは遅々としている。われわれは、上記状況を改善するための制度が必要であると感じ、代表者がNPO法人けいはんな文化学術協会高橋克忠理事長、中核機関として財団法人関西文化学術研究都市推進機構を据え、NPO法人けいはんな文化学術協会,奈良先端科学技術大学院大学,大阪大学,国際電気通信基礎技術研究所,日本原子力研究所の6組織において一昨年度、科学技術振興調整費の政策提言として「サイエンスメディエーター制度の推進」を提案し、平成15年から2年間のプロジェクトとして採択された。本論文では、この「サイエンスメディエーター制度の推進」プロジェクトに関して解説する。

大規模シミュレーションを支援するPSE

上島 豊

PSE Book, p.69 - 82, 2005/03

さまざまな困難性を伴う発見探査的大規模シミュレーションを支援するためには、超並列計算機(スーパーコンピュータ),ファイルサーバ,バックアップサーバ,解析サーバ,データベースサーバ,Webサーバなどの各種専用サーバを連携して作業を行わせる大規模データマネージメントシステムが必要である。このシステムにより、多くの作業が自動化され、WebからのJOBの投入監視,リアルタイムモニタリングやシミュレーションデータのデータベース化を実現できる。このようなデータマネージメントシステムは、大規模シミュレーションの出力から創造的な結果を見いだすためにより効率的にかつ研究者の負担を小さい環境を提供するためのものであり、その意味で問題解決環境:PSEと呼ぶのにふさわしいシステムである。

西大和学園のSSHにおける3DAVS-Player及びPortable VRを用いた可視化・プログラミング教育の試み

上島 豊

可視化情報(CD-ROM), 24(Suppl.3), 6 Pages, 2004/10

青少年の科学・理科離れ抑止のため文部科学省が進めている「科学技術・理科大好きプラン」の中のSuper Science High-school(SSH)の指定高校と日本原子力研究所の連携が平成14-16年度に渡り行われている。その連携において新しいタイプの授業体系の開発を行っており、本論文では、その実践に基づく調査結果を報告する。奈良県SSH指定高校の西大和学園と日本原子力研究所において可視化・バーチャルリアリティーをキーワードに物理,生物,情報,美術の最先端を横断的に学ぶ授業に挑戦し、その結果、予想をはるかに超えた子供達の能力及び熱心さが見いだされた。また、可視化,バーチャルリアリティー技術を応用したCG製作を通じて、生徒達は、一つのテーマにかかわるさまざまな分野横断的背景を自分達で調べながら自立的に進んでいった。これは、現在専門化が進み、科学の孤立化が懸念される状況で分野横断的意識が醸成される手法としても注目すべきことである。そして、本授業の壁を乗り越えたことによる自信が「私達でもやればできる」という気持ちをうみ、他の授業などの取り組みでも積極性が向上するということが見いだされている。

大規模シミュレーションをマネージメントする機能分散制御システム

上島 豊; 近藤 孝夫*; 磯貝 健太郎*

情報処理学会MPSシンポジウム論文集, 2003(14), p.151 - 158, 2003/10

大規模シミュレーションにおいて生成される大容量のデータをどのように扱い、どのように管理するかという問題は、最重要課題の一つである。研究者の多くが、シミュレーションや実験において、自らの経験であらかじめデータ出力を制限したり、処理をするデータを経験で限定したりすることで、データの洪水から研究の質を死守している。われわれは、上記問題に着眼して、この爆発増大するデータからより効率的に情報を取り出し、研究を推進するための仕組みの開発を行っている。その第一歩として、大規模シミュレーションに焦点を定め、研究過程で利用されるさまざまな作業を複合的に組合せ、実行,管理を行うシステムについて報告する。

教育教材の新しい試みとして; 光速度の世界とバーチャルリアリティー,スターボウ

上島 豊

第8回ビジュアリゼーション・カンファレンス論文集(CD-ROM), 12 Pages, 2002/10

特殊相対性理論はアインシュタインが発見したことで有名である。それは、超高強度レーザーと物質の相互作用に関する我々の研究において最も重要な理論の1つである。その理論の名前はよく知られているが、その世界を理解することは非常に難しい。それゆえ、相対性理論の世界を体験するためのソフトウェアをOPENGL Scene GraphというOPEN SOURCEのライブラリを用いて開発した。このソフトウェアは、通常の表示方式の他に偏光フィルター方式の簡易バーチャルリアリティー表示モードにも対応している。このソフトウェアを使うと相対論効果による視野のひずみ現象やドップラーシフトなどを体験することができる。これらの相対論的現象は、グラフや式では理解することが難しい。このソフトウェアと簡易バーチャルリアリティー装置を使い、いしかわe-サイエンス2002と原研木津サイエンスキャンプ2002のほか多くの原研木津地区の見学者に対して特殊相対性理論の世界を紹介し、多くの人に興味を持っていただいた。

光の世界へご招待

上島 豊; 西村 昭彦

いしかわ e-サイエンス 2002教科書, 32 Pages, 2002/07

空気よりも身近な「光」、しかし、一歩踏み込むと現在の最先端物理まで巻き込む非常に興味深い対象である。光の正体が明らかになりつつあった頃の理論・実験に関して現代技術を駆使して再現し、(1)ガリレイの相対性原理とアインシュタインの特殊相対性理論,(2)光の速度測定,(3)光の偏光性,(4)最新のバーチャルリアリティー装置,(5)バーチャルリアリティー装置を使った光の世界体験、を中心に理解を深めることを目的とする。本講演では、その光の歴史と本質について迫り、その奥行きのある世界を高校生に垣間見てもらう。

Paragon上での入出力プログラミングガイド

上島 豊; 荒川 拓也*; 佐々木 明; 横田 恒*

JAERI-Data/Code 99-051, p.23 - 0, 2000/01

JAERI-Data-Code-99-051.pdf:0.98MB

日本で100並列を越える並列計算が、実際に行われるようになったのは、つい数年ほど前からである。日本原子力研究所(原研)のIntel製Paragon XP/S 15GP256那珂研究所、75MP834関西研究所は、本格的超並列計算機の先駆けとして光量子、核融合の大規模、超並列計算を目的に導入されている。これらの計算機を使って超並列計算を行うためは、多くの超並列計算プログラムが移植や新規作成されている。これらのプログラムは、従来、ワークステーションやベクトル計算機上で動作していたものをそのまま移植したものか、並列用にアルゴリズムの変更を施したものである。異なる計算機及びオペレーティングシステム(OS)のもとでのプログラム開発には、細心の注意とノウハウが必要であるが、Paragonに到ってはユーザ数が極めて少ないため、ノウハウの集積と環境の標準化が大変困難な状況にある。原研関西研究所におけるParagon XP/S 75MP834上での超並列計算プログラム開発において得た情報をParagon上でのスカラー超並列プログラム開発ガイドとしてJAERI-Data/Code 98-030にまとめた。本報告書では、超並列計算機が持つ特殊性が際立つ入出力周りにテーマを限定して、より高速かつ安定に入出力を実行できる方法をFortranとCのプログラム実例入りで解説する。

Application of X-ray emission from inner-shell excited states and hollow atoms produced by high intensity laser irradiation

森林 健悟; 佐々木 明; Zhidkov, A. G.; 上島 豊; 周藤 佳子*; 香川 貴司*

Atomic Collision Research in Japan, No.26, p.111 - 113, 2000/00

最近の高強度レーザーの発展に伴い、高輝度X線、高速電子、多価イオンなどの新しい励起源が利用できるようになりつつある。これらが固体や蒸気と相互作用すると内殻励起状態や中空原子を生成し、それからX線が発生する。今回は、このX線発生の原子過程とそれを用いた応用に関して議論する。高輝度X線源の場合は、マグネシウム蒸気を標的として場合の内殻電離型、中空原子型X線レーザーの実験系を提案した。高速電子源の場合は、内殻励起状態と中空原子のポピュレーションとレーザー強度との関係で計算した。多価イオン源の場合は、X線発生の原子過程が超高速(1fs程度)で起こること、及び、X線への変換効率は約0.03で高効率であることを明らかにした。10Jのレーザーを用いたとき発生するX線の個数は約10個と見積もられた。これはX線源として十分に機能する。

Large-scale simulation system and advanced photon research

上島 豊; 岸本 泰明

Proceedings of 3rd International Symposium on High Performance Computing, p.524 - 534, 2000/00

'Intel Paragon XP/S 75MP834'にチューニングしたProgressive Parallel Plasma (P) 2D codeを開発した。この計算機は834のノードからなり、総合性能は120GFLOPSである。それぞれのノードには1つの通信用CPUと2つの計算用CPUをもち、128MBのメモリを搭載している。この計算機の能力を十分に引き出すために、Pコードは、Variable dimension法で省メモリ・集中管理プログラミングを行い、従来の大規模計算で行っていたベクトルプログラミングをスカラプログラミングに変更することでキャッシュヒット率を向上させている。また、ノード内の2CPUを高効率で動作させるためのメモリ排他制御プログラミングや入出力を40倍以上向上させる並列入出力技法を取り入れている。この結果、53ナノ秒/粒子/ステップ(実効42GFLOPS=理論性能の35%)という、高速計算を達成した。また、計算後のデータ転送、解析処理、画面表示まで自動に制御するシステムを実装している。