初年次ゼミナール理科 授業の目標・概要 皆さんの身の回りにあるモノ。これらモノを作るうえで欠かせないのが材料です。モノづくりでは，原子や元素から物質を創り，物質を材料や部品に加工し，製品を組立てます。材料とは材料科学・材料工学の知に基づき，物質に機能という新たな付加価値を与えたものです。自然界に存在している原料から使える材料に生まれ変わらせ，さらに加工する，そのような工程を担っているのが材料関連の産業であり，自動車や電化製品などの皆さんのもとに届く製造業において欠かすことのできないパートです。従来材料開発は10年以上の長期間が必要でしたが，近年の急速な科学技術の発達に追随するためには，材料開発の加速化が必要不可欠です。 本講義は，そのような材料開発研究における最先端について学びたいと思います。材料開発の加速化，最適化を可能にするアプローチとして，近年はAIを活用した研究が多くなされています。そのような情報工学的なアプローチをこれまで培われてきた材料科学・工学と融合させることで，構造材料，電子デバイス材料，医療用材料などの材料開発において何ができるのか，解説文などを題材にしながら，グループディスカッションを通じて考えていきたいと思います。 【 題材の例 】 1) 構造材料のマテリアルズインテグレーションシステム：近年，マテリアルズゲノムイニシアチブに端を発し，従来の実験，理論に基づいた材料開発ではなく，さらに計算，データを融合させた材料開発が全世界で開始され，日本でも進められています。特に日本が得意とする構造材料開発におけるシステムがマテリアルズインテグレーションシステムとよばれています。今まで１０年，２０年かかった材料開発を，AIなどを活用することによって数年で実現する，そのようなシステムについて調査します。 2) マテリアルテクノロジーと医療：ヒトの体の中で機能する材料・デバイス技術は、人工血管や心臓ペースメーカー等といった先端医療機器のキーテクノロジーです。近年、超小型電子デバイス（半導体チップ）技術を応用し、体内医療機器と人工知能（AI）を連携させる研究が世界的に進められています。デバイス・AIをヒトの体の中で機能させることは可能か？可能とするためには、どのような材料・設計・システムで作れば良いか？このような問いに対して、工学の側面から調査し、未来の医療技術について考えます。 【 授業の目標 】 学術論文の構成を知り，学術研究を行ううえでの基礎を身につけます。調査・研究とグループ討議や研究発表を通じ，学術的なコミュニケーション能力を身につけます。材料科学や情報科学を題材にしながら基礎研究と最先端技術との関連についての実例を学び，科学技術が社会にどのように関わり，貢献することができるのかを議論し，理解を深めます。 出席、最終レポート 成績評価方法 授業のキーワード 「論文読解型」、材料工学、情報工学、構造材料，金属、鉄鋼、医療材料、バイオマテリアル、体内医療機器、半導体技術、ブレインマシンインタフェース 教科書は使用しない。／Will not use textbook 書名 著者（訳者） 出版社 ISBN その他 第1回授業日に行う。ガイダンス教室については掲示板等で告知する。 教科書 ガイダンス 授業の目標・概要 「ナノテクノロジー」を用いた病気の診断・治療は、次世代の医療技術として注目されています。髪の毛の太さの10万分の1のサイズで精密に設計されたナノ粒子が、生体という複雑なシステムの中で巧妙に働き、新たな診断・治療を可能とします。本ゼミでは、まずこのような医療の最先端技術について紹介します。また、背景にある化学に関する知識を、演習課題などを通して学びます。これらを土台とし、後半のグループワークでは高効率な診断・治療を実現するために必要なナノ粒子及びその投与システム全体の設計を、数理モデルなどを活用しながら提案してもらいます。 本ゼミの狙いは、化学や関連分野の基礎知識をネットワーク化・システム化し、実際の課題解決に活用できるツールとして身に着けることです。教員やディーチングアシスタントの大学院生と密にやり取りするゼミを目指します。 初年次ゼミナール理科の評価方法によって評価します。 成績評価方法 授業のキーワード 「問題発見・解決型」、化学システム工学、医療、ナノテクノロジー、バイオエンジニアリング、システム設計 教科書 ガイダンス 次の教科書を使用する。／Will use the following textbook 書名 著者（訳者） 東京大学教養教育高度化機構 Educational Transformation 部門・若杉桂輔・宮島 謙編 出版社 ISBN その他 第1回授業日に行う。ガイダンス教室については掲示板等で告知する。 31535 水 2 やってみよう！化学システム工学で挑む、先31536 水 2 AI支援による材料開発の最前線 端医療 科学の技法 第2版：東京大学「初年次ゼミナール理科」テキスト 東京大学出版会 南部 将一 太田 誠一 工学部 工学部
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