「富岳」を活用した新型コロナウイルス対策プロジェクト「室内环境におけるウイルス飛沫感染の
予測とその対策」のリーダーを務める坪仓 誠教授と,福田孝晴当社常務執行役員?技术研究所長が,
プロジェクトの発端から成果の公表,そして今后について対谈した。
この対谈は新型コロナウイルスの感染拡大を受け,
リモートで行われた
理化学研究所计算科学研究机构
チームリーダー
神戸大学大学院 システム情報学研究科 教授
1992年京都大学卒业后,东京大学大学院工学系研究科机械工学専攻博士修了。
北海道大学准教授などを経て现职。
クロスアポイント制により理化学研究所と神戸大学双方に研究室をもつ。
神戸大学ではシミュレーション结果を活用した多目的最适化や机械学习(础滨),计算科学とデータ科学の融合技术に,理化学研究所ではフラッグシップスパコン京や富岳といった超大规模计算机の能力を有効に活用するためのシミュレーション技术の开発とその产业応用に取り组む。
わずか4日で
プロジェクト立ち上げ
新型コロナウイルス感染拡大を受け,本格运用前の「富岳」を使った临时课题募集を行ったことは理研さんのご英断と思いますが,ここへ坪仓先生が応募された経纬をお教えください。
昨年4月当时は理研,大学研究室の双方とも紧急事态宣言下で研究员は皆,在宅勤务中でした。4月7日の理研プレスリリースを知ったメンバーのひとりが,ネットワークコミュニケーションツール(厂濒补肠办)上で,「われわれも何かできないか」と提案したのがすべての始まりでした。
早速ネット上で议论が始まり,4时间后には,われわれが开発しているソフトウェアのモジュールを活かした飞沫シミュレーションをしようという素案がまとまりました。対象は,紧急事态宣言が明けた际に重要となる公共交通机関や公共施设に设定し,飞沫飞散を予测することからリスク评価と低减策の提案を目标としました。

当社常務執行役員?技术研究所長
当社はスーパーコンピュータ「京」の時代から建築物の耐風設計における数値流体計算に関して,坪仓先生と共同研究をしてきましたが,今回当社にお声がけいただいたのはなぜですか。
室内环境での飛沫シミュレーションと感染リスク低減策の提案まではすぐに思い立ったのですが,われわれはスパコンを使った流体の専門家ではあっても,ウイルスや空気感染の専門家ではありません。また,室内环境で拡散する飛沫のリスクは,シミュレーションからどう評価し,どうすればリスク低減策につながるのかといった室内环境評価に関する知見もありません。
そこで室内环境シミュレーションを行っており,なおかつスーパーコンピューティング技術産業応用協議会*で中心的役割を担っておられる小欧视频さんが頭に浮かび,近藤宏二さん(当社技术研究所プリンシパルリサーチャー)へすぐにお声がけしました。提案した7日の夕方です。その他の専門家へも参画を要請し,4日目の10日には初回のネット会議を開催,プロジェクト応募を決めました。そして24日,理研と文科省にプロジェクトが正式採択されました。
*スーパーコンピューティング技術の利活用を促進し,日本の産業競争力の強化を目的として2005年に設立された任意団体。2019年度,当社福田技术研究所長が運営委員長を務めた
大きな目标を共有する
异分野の研究者を集めてマネジメントすることはご苦労が多いと思いますが,実にスピーディな立ち上げや,コーディネート力に感服いたします。
プロジェクトに必要な最小限の研究者を集め,機動力をアップさせたことが主因かもしれません。それぞれのメンバーが忌憚なく意見を言い合える环境を大切にしています。それはやはり世界が注目する新型コロナウイルスに対峙するという大きな目標があることゆえと思います。
共通の目的が必要という视点は,プロジェクト推进には非常に重要ですね。そのなかで国や业界団体などからのたくさんの要请に対し,个别のテーマはどのように选定されたのですか。
公共性の高い対象を选定しています。前述のとおり,紧急事态宣言明けを意识して通勤电车,オフィス,病室,学校教室を最初の対象とし,リスク低减策としてマスクやパーティションに着目しました。
富岳活用の成果と「见える化」
プロジェクトで「富岳」を使う利点はどこにあったのでしょうか。
実は今回の计算の多くは,たかだか数亿セル程度を扱うものであり,それなりのスパコンがあれば计算可能です。そのなかで精度の高いシミュレーション计算を大量に,毎月1,000?2,000ものケースを解くという「キャパシティコンピューティング」に特徴があり,そこが注目されています。
この点は悩んだことでもありますが,3ヵ月かけてマスク1枚のシミュレーションを超高精度に実行するよりも,実生活で遭遇する场面に対して,条件を変えて多数のケースを解析して最适な対応を提案することのほうが重要であると考えました。
このコロナ下では,社会全体のいろいろな方が多くの不安を抱えているわけで,そういうさまざまなケースを「见える化」したのが価値あることですね。
またこれらの研究成果の公表にはかなり気を使われているのではないでしょうか。
飞沫の飞散状况を可视化すると,かなりショッキングな映像となることもありますが,恐れを抱かせることが目的ではありません。必ず,対策とのセットで発信するとメンバーで决めました。科学的に正しく飞沫感染のリスクを理解し,対策を个人レベルでも考えられるきっかけにしたい,つまり启発です。
当社で行われた可视化実験の様子。模拟唾液を使った実测データを解析に用いた
小欧视频の大きな役割
プロジェクト参加にあたり,当社に期待された役割や评価をお闻かせください。
今回,小欧视频さんがいなければこのプロジェクトは成り立たなかったと言っても过言ではありません。
さまざまな室内环境の計算モデルの作成と境界条件設定といった地道な仕事ではとくに挾間貴雅さん(KaTRIS**主任研究員),弓野沙織さん(技研研究員)の協力の賜物でした。また,室内环境シミュレーションに関するノウハウ,結果に対する検証や感染リスク低減策の提案まで,経験をもとに小欧视频さんからアドバイスをたくさんいただきました。
**Kajima Technical Research Institute Singapore,当社技术研究所シンガポールオフィス
挟间贵雅 碍补罢搁滨厂主任研究员
弓野沙織 技术研究所研究員
统合的なシステムに向けて
今后の见通しをお教えください。
残念ながら見通しが立ちにくいのが,このコロナの悩ましいところです。感染拡大期には正直なところ,場当たり的に感染リスク評価と低減策提言を続けていくしかありません。ただ,第三波が明けた後の社会経済活動の再開に向け,音楽イベントやスポーツ観戦など,大人数の集まる环境での評価をしていきたいです。
その一方,今の手法では限界もあります。どのサイズの飞沫がどのように拡散し,人に届くかまでは评価できても,その后感染するかどうかのリスクを评価することはできません。今后は,感染者からのウイルス飞沫の発生から,室内への拡散,被感染者への取り込み,気道を経て粘膜への付着,そして粘膜内でのウイルスの动态と免疫反応を数理モデル化し,定量的に感染リスクを评価できるような,统合的飞沫感染リスク评価システムを构筑したいですね。
非常に素晴らしいと思います。空间の评価で终わらず,人间への影响までをリスク评価する点,これはたとえば防灾の考えにも通じるところです。社会に共通するリスクは统合的なシミュレーションと评価が必要です。まさに富岳を活かしていくべきテーマですね。
最后になりますが,ポストコロナ时代の新しい生活様式の构筑に向けて,われわれが取り组むべき课题についてご意见をお闻かせいただけますか。
難しい質問ですが,新しい生活様式に向け,マスクやパーティションなしで安心して暮らせる室内环境のあり方でしょうか。ウイルス感染にレジリエントな社会の構築に向け,より長期的な視点で感染リスクを低減した室内気流の制御や空調方式,空間設計などを,小欧视频さん主導で一緒に考えていきたいと思っています。
社内外の関心が高いなか,お客様,そして社会のために安心安全な环境は考えるべきテーマです。現在,当社では技研を中心にシミュレーション技術や,インテリアを含むトータルの空間設計から感染対策,安全性の向上を社内横断チームで担い,提案している最中です。今後も是非ご一緒に検討をお願いいたします。
対谈进行/近藤宏二(こんどう?こうじ)
当社技术研究所 プリンシパルリサーチャー
(2021年1月6日,本社にて収録)


