#データベース #ユビキタス…
#京 (#スーパーコンピュータ) 4
ソフトウエア系[編集]
#PHASE 大テーマ 時期 テーマ 目的の詳細 課題 備考
PHASE_1 #グリッドミドルウェア 2003～2010年度 遠隔利用と外部接続支援 各地に散在する #HPC 間の #連携基盤 の提供。 個別に構築されたシステム間の連携（効率とバランスの考慮） 一部は、既に #SuperSINET や #TSUBAME、#Super_Cluster、#Bio_Grid 等で実現済み。今後、国際連携に向けた国際標準化等の様々な課題解決に向けた実験や検証計画の方向性とコンセンサスの生成が必要。
PHASE_2 異機種統合ソフトウエア 2006～2010年度 異なるアーキテクチャーのシステムを統合するフレームワークの開発 各地に散在する実験装置、 #データベース、スーパーコンピュータをどこからでも活用可能なユビキタス研究開発環境の構築。 アーキテクチャーの違うコンピュータ群を接続するための、共通ライブラリ等の構築 米国にて構築中のNLS等との間でも情報交換を進めている。将来的には、三極全体で相互利用可能な環境を目指している。
PHASE_3 グランドチャレンジアプリケーション（NAREGI） 2003～2010年度 次世代ナノ統合シミュレーションの研究開発 次世代ナノ統合シミュレーションとは、ナノ新材料・新機能（新半導体材料等）[1]を創出するなど、最先端の知的ものづくりを支援するために、ナノ材料系全体シミュレーション基盤ソフトウエアの研究開発を行う。 ナノ材料の物理的特性を生かしたシミュレーションソフトウエアの開発。材料工学、量子力学等の分野の学際連携 新半導体材料のみならず、生体機能分子や様々な産業用機能分子等のシミュレーション技術が望まれている。なぜならば、これらの素材が新しい産業に与える影響が大きいためである。
2006～2012年度 次世代生命体統合シミュレーションの研究開発 次世代生命体統合シミュレーションとは、テーラメイド医療・創薬等を実現するために、遺伝子レベルからたんぱく質レベル、さらには細胞レベル、そして臓器機能レベルに至るまで人体スケールの個々の要素から全体に至るまで人間系を最適に解析可能な総合シミュレーション基盤の研究開発を行う。 ゲノム工学からたんぱく質工学へ、さらにその先にある機能工学を目指した研究 ゲノム創薬や高度な外科手術（遠隔手術）、遠隔診断等を支援するソフトウエア開発。さらには、人体の構成要素全体をシミュレーションする統合シミュレーション環境の構築。
PHASE_4 マルチスケール・マルチフィジックス系全体のシミュレーション 2005～2007年度 革新的シミュレーションソフトウエアの研究開発 連続体や離散系にかかわらずスケールの異なる物理現象を対象とした、統一したシミュレーション環境とフレームワークを開発することが目標。 各スケール毎に最適化された、境界解析手法、熱力学解析等を組み込んだライブラリ群と、それを活用するためのツール群 ナノテクノロジー分野、エンジニアリング分野[2]、ライフサイエンス分野、防災分野等である。この成果は、事業化も視野にいれて最終段階に向けて基礎研究が終わろうとしている。
2006～2011年度 次世代高精度・高分解能シミュレーションの開発 複数の現象が相互に影響しあうようなマルチスケール・マルチフィジックス現象[3]の解析を実現する効率的な計算手順を確立し、複雑な工業製品の設計・開発などの先端シミュレーション技術の開発が目的。 アット・スケール、フェムト・スケール、ナノスケールからメートル・スケール、天文単位、パーセク・スケール、メガ・パーセクスケールまで、観測・観察データとの整合性を取るモデル計算手法の開発 理学・工学・医科学等の理科学全体の学際研究分野。
^ナノ分野における最大の課題は、目的もしくは目標とする機能を得るために、どのような構造が一番望ましいのかを見つけるための試行錯誤を減らすためのシミュレーションである。なぜならば、これまでこの分野においては、機能と構造の間の相関関係から見出すのではなく、ヒューリスティック（試行錯誤的）な方法によって新しい分子構造が見出されてきたためである。
^天文学や物理学分野からの課題としては、現在進められているALMAプロジェクトや重力波検出、さらには、次世代核融合実証炉等における炉設計、高エネルギー物理学分野においては、次世代加速器の内部反応予測シミュレーション、地球科学分野における様々な可視化シミュレーション（具体的には断層モデルの可視化等）、気象学的には中長期予報のためのシミュレーション分野の拡充等が要望として上がってきている。宇宙航空分野においては、人工衛星の機能設計や国際宇宙ステーションにおけるシミュレーション、将来の月への基地建設、有人火星探査におけるリスクシミュレーション等の分野からの要望も生じている。
^マルチスケール・マルチフィジックス現象とは、例えばトンネル効果のようにある閾値を超えた箇所において、それまで絶縁体であったものが、突然導体に変わる等の現象を指す。自然現象では良く見られ、雪崩、超伝導、相転移、カオス現象などが例として挙げられる。
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