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- 【富岳・理化学研究所・神戸大学】坪倉誠 氏 発言・タイムライン一覧
- 新型コロナの「空気感染」について調べるブログ
- 2025年3月23日 西村やすとし 氏のツイートより
https://x.com/nishy03/status/1903613097971179740
私がコロナ担当大臣の時に、理研のスーパーコンピュータ富岳を使って分析を行い、効果を説明しています。
理研、神戸大は、この富岳を活用した、「飛沫・エアロゾル」拡散に関する共同研究で、米国計算機学会(ACM)からゴードン・ベル賞のCOVID-19研究特別賞を受賞しています。
https://x.com/nishy03/status/1336182277932417025
https://x.com/nishy03/status/1461971164331266050
2024年5月14日 スパコン 「富岳」 2部門で9期連続世界1位(日テレ)
https://news.yahoo.co.jp/articles/b11df2dceaa7179d592779af91b27c42ffc452e7
国が1100億円を投じて、理研と富士通が共同で開発した「富岳」は、3年前から運用が始まり、これまでに、口から飛沫が拡散するシミュレーションや、大雨をもたらす線状降水帯の予測などに活用されてきました。
2024年5月14日 スパコン「富岳」2部門で9期連続世界1位 線状降水帯の予測等に活用 計算速度部門は2期連続4位(読売テレビ)
https://news.yahoo.co.jp/articles/3c38821b1d4728db7f4000d268e3129077e9d11c
国が1100億円を投じて、理研と富士通が共同で開発した「富岳」は、3年前から運用が始まり、これまでに、口から飛沫が拡散するシミュレーションや、大雨をもたらす線状降水帯の予測などに活用されてきました。
2024年5月14日 スパコン「富岳」が2部門で9期連続世界ランキング1位を獲得 計算速度は4位で上位をアメリカ勢が占める(FNN)
https://youtu.be/NhR5_vcQwkA
2024年5月9日 COVID-19緩和活動における飛沫/エアロゾル感染リスクの評価にスーパーコンピュータ「富岳」を活用する(IEEJ)
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/tee.24091
ラーフル・ベール。坪倉誠
この研究では、2020年現在世界最速のスーパーコンピュータであるスーパーコンピュータ「富岳」の機能を活用し、COVID-19「エアロゾル感染」の詳細な定量分析によってもたらされた疫学モデリングと公衆衛生政策の大きな進歩について掘り下げます。
これらの取り組みには大量の計算リソースが必要でしたが、COVID-19の期間中、「富岳」によって提供されました。
この作業を通じて作成された詳細な感染リスク評価は、日本全体の公衆衛生政策と国民の行動に大きな影響を与え、疫学のデジタル変革とパンデミック関連の課題の積極的な管理における重要な変化を例示しています。
1. はじめに:
2019年末頃、中国の武漢で最初に発見された新しいコロナウイルスがCOVID-19の発生につながりました。それは急速に世界中に広がり、公衆衛生、経済、社会規範に大きな脅威をもたらしました。パンデミックの初期段階では、特にウイルスの主な拡散方法に関して多くの不確実性が伴いました。
従来の疫学的手法に基づく意見もあれば、科学的でない意見もあるなど、さまざまな意見が飛び交い、米国疾病予防管理センター(CDC)や世界保健機関(WHO)など、最も信頼されている医療機関でさえも相反する声明を出した。
これらの組織は当初、「サージカルマスク」がウイルスの拡散を阻止する能力に疑問を呈し、それが事態を複雑にし、初期の封じ込め努力を妨げた可能性がある。
2020年3月、日本の「理化学研究所プロセス科学研究センター(R-CCS)」と「文部科学省(MEXT)」は、スーパーコンピューター「富岳」の潜在能力を活用するための協力的な取り組みを発表した。
COVID-19パンデミックが正式に宣言される前に、日本ではいくつかのクラスター発生が見られた。
これらのアウトブレイクは「ライブハウス」「スポーツ施設」「フェスティバル」「巨大クルーズ船」など、さまざまな場所で発生しました。
迅速な疫学分析により、ウイルスの主なキャリアは「飛沫」と、さらに重要なことに「エアロゾル(5μm未満の粒子)」であることが判明しました。
これらの発見にもかかわらず、エアロゾル伝播の具体的なメカニズムはまだ十分に理解されていなかったため、混乱が続きました。
この知識のギャップは、実験を通じてさまざまな社会的環境でのエアロゾル伝播を正確にシミュレートすることの難しさを浮き彫りにしています。
困難には、混雑した場所でのエアロゾルの放出と吸入を正確にモデル化すること、さまざまな防護服のオプションの有効性を評価すること、およびこれらの環境で人々が相互作用するさまざまな方法を考慮することが含まれます。
現実世界の状況で「空気感染ウイルス」の詳細に関する意味のあるデータを生成するには、公共交通機関、レストラン、学校、コンサートホールなど、さまざまな種類の公共スペースを考慮した大量のシミュレーションを実行する必要があります。
(In order to generate meaningful data of the details of airborne virus transmission in real world conditions, it is necessary to perform a large number of simulations considering the various type of public space such as public transportation systems, restaurants, schools, concert halls, etc.)
(略) この方法は、「空気感染の複雑なダイナミクス」を簡素化すると同時に、必要な計算能力も少なく、特に広い物理的空間で複数の人が関わるシナリオを評価するのに役立ちます。
(This method simplifies the intricate dynamics of airborne transmission while requiring less computing power, making it especially useful for assessing scenarios involving several people in large physical spaces.)
2024年3月 屋外スポーツ競技場における空気中ウイルス感染リスクを評価するための飛沫分散シミュレーション(Journal of Fluid Science and Technology)
(Droplet dispersion simulation to evaluate airborne virus infection risk in outdoor sports stadiums)
https://www.researchgate.net/publication/379359690_Droplet_dispersion_simulation_to_evaluate_airborne_virus_infection_risk_in_outdoor_sports_stadiums
キム・サンウォン。Junya ONISHI。ラーフル・ベイル。坪倉誠
この研究では、平らな場所と傾斜した場所の両方を含む、さまざまな座席配置と気流条件下で、飛沫の拡散とそれに伴う空気感染のリスクが調査されています。
「CUBE」として知られる数値フレームワークは、完全圧縮可能なナビエ・ストークス・ソルバーとラグランジュ飛沫ダイナミクス・モデルを統合しており、大規模な並列シミュレーションを容易にします。
このフレームワークは、ビルディング・キューブ法ベースのメッシュ化を採用してオイラー・メッシュをモデル化し、各キューブ・ユニットに同じ数のセルが分解されます。また、各立方体単位内のラグランジュ・マーカー粒子データを細分化するため、並列計算の効率が向上します。
シミュレーション結果から、飛沫の飛散パターンと感染リスクは座席のレイアウトと風向きに大きく影響されることが明らかになった。
特に、90°の角度から吹く風は、0°の角度から吹く風と比較して、局所的な飛沫の拡散と全体的な感染リスクの両方を大幅に低減します。
したがって、戦略的な座席構成により、さまざまな環境条件や気流条件下での感染リスクが効果的に軽減されます。
この知識は、「新型コロナウイルス感染症(COVID-19)などの空気感染」を抑制するパブリック・ドメインを設計するのに不可欠です。
(This knowledge is vital for designing public domains to curb the transmission of airborne illnesses such as COVID-19.)
2023年10月9日 離散飛沫拡散シミュレーションを使用した、「空気感染症」によるレストラン環境の感染リスクの特性評価(Heliyon)
(Characterizing infection risk in a restaurant environment due to airborne diseases using discrete droplet dispersion simulations)
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405844023077484
ラーフル・ベイル。リー・チョンガン。Hajime Fukudome。Saori Yumino。Akiyoshi Iida。坪倉誠
理化学研究所計算科学研究センター
神戸大学
国立成功大学
数値フローデザイン
鹿島建設
豊橋技術科学大学
呼吸器系ウイルスの蔓延を制御する手段としてマスクを使用することは広く知られています。しかし、マスクを着用できない場合もあり、これらの環境はウイルス感染の潜在的な媒介となります。
このような環境には複数の感染源が含まれる可能性があり、感染リスクの観点から特徴づけることが困難です。
この問題に対処するために、私たちはそのような環境における感染リスクの軽減における換気の役割を調査する方法論を開発しました。
方法論を示すための代表的なシナリオとしてレストランの設定を使用します。
陰的大渦シミュレーションと離散飛沫分散モデリングを使用して、呼吸器系ウイルスの蔓延と感染リスクに対する換気と物理的距離の影響を調査します。
私たちの調査結果は、機械的混合や被験者間の物理的距離の増加などの換気システムの運用により、平均室内感染リスクと新たに感染した被験者の数を大幅に削減できることを示しています。
ただし、この観察は空気中のウイルスの伝播性に影響されます。
(However, this observation is subject to the transmissibility of the airborne viruses.)
伝染性の高いウイルスの場合、機械的な混合の使用は、新鮮な空気の換気のみと比較すると重要ではない可能性があります。
これらの発見は、マスクの使用が不可能な状況における感染リスクの軽減に関する貴重な洞察を提供します。
1. はじめに:
ウイルスを含む痰の飛沫が空気中に放出されることで感染症が蔓延することは、公衆衛生にとって重大な脅威となり得る。
これは「重症急性呼吸器症候群(SARS)」「H1N1インフルエンザ」、そして現在パンデミックとなっている「新型コロナウイルス感染症(COVID-19)」など、近年の感染力の強い感染症の出現によって実証されています。
COVID-19の原因ウイルスであるSARS-CoV-2は、呼吸器からの飛沫、人から人への直接接触、そして汚染された表面との接触(媒介物による感染として知られる)によって感染する可能性があることを示す証拠がある。
「空気感染」は、COVID-19の急速な蔓延と世界的なパンデミック化の主因である可能性が高い。
人から人への直接感染や媒介感染はマスクの着用や適切な衛生習慣によって抑制できますが、「空気感染」の防止はより困難です。
「空気感染」を抑制し、減少させることは、感染症の蔓延を防ぎ、公衆衛生を守る上で極めて重要です。
(Airborne transmission is likely a major factor in the rapid spread of COVID-19, turning it into a global pandemic.
While direct person-to-person and fomite transmission can be controlled through wearing masks and proper hygiene practices, preventing airborne transmission is more challenging.
Controlling and reducing airborne transmission is crucial in preventing the spread of communicable diseases and protecting public health.)
2023年1月20日 どうする5類移行 学校、飲食店、自治体…不安と期待交錯(産経)
https://www.sankei.com/article/20230120-LSGRJ7K2VVIUZCRTIN2YI5V22I/
すでに学校現場では不安も広がる。横浜市立校の校長の1人は「感染対策が緩和されても当面は警戒を緩めることはない」。音楽の合唱など飛沫(ひまつ)拡散が懸念される場面もあるため、「状況に応じて判断していくしかない」という。
東京都内の公立小に勤務する女性教員は「屋内でのマスク着用が不要になったとして、自分はどうすべきなのか…。教員の判断が子供たちの判断に暗に影響を与える可能性もあるし、保護者の目もある」と心配そうに話した。
2023年1月20日 屋内のマスク着用見直しも…感染対策での重要性は変わらず 富岳も検証(産経)
https://www.sankei.com/article/20230120-LLM77F55FZKWJK3UM7TJBRXBFI/
神戸大教授で理化学研究所チームリーダーの坪倉誠氏らの研究チームは、「飛沫」や「エアロゾル(微小粒子)」が飛散する様子をシミュレーションで可視化。マスクの有無や素材によって、飛散の仕方がどのように変化するか検証してきた。
研究成果によると、一般的な不織布マスクと手作りの布マスクを調べたところ、いずれも口から出た飛沫の体積の8割の飛散を抑えられることが分かった。一方、エアロゾル粒子はいずれのマスクでも約半分が漏れていた。
2023年1月20日 マスク着用見直しの是非「“科学的にどうか”に尽きる」小池都知事会見1月20日(本文2完)(THE PAGE)
https://news.yahoo.co.jp/articles/3fc97d889309793bb886c1a0128c31c732f819e8
記者:ニッポン放送の小永井と申します。(略) マスクについては都のモニタリング会議でも、飛沫が拡散されるのを防ぐなどのシミュレーションの結果が示されたことがある一方で、海外では、文化の違いもあるかもしれませんが、欧米を中心にかなりの緩和が進んでいる現状もあると思います。知事ご自身はマスク着用の緩和、特に室内での着用の緩和について、現状どのようにお考えでしょうか。
小池都知事:世界もまた、XBBなどの拡大によって、政府や自治体などがマスクの着用をもう一度お願いしますといったようなウォーニングを出したり、それぞれ、ウイルスの変化とともに自治体や世界も、その対応は常に変わっているということで、何も今まだ世界で統一っていうことではございません。
2023年1月20日 マスク着用 どうなる? 新型コロナ 原則今春「5類」移行検討で(NHK)
https://www3.nhk.or.jp/news/html/20230120/k10013955321000.html
NHK世論調査 “「できるだけ着けたままにする」が27%”
NHKは、去年(2022)11月1日から12月6日にかけて全国の18歳以上3600人を対象に郵送法で世論調査を行い62.9%にあたる2266人から回答を得ました。
【感染は主に飛まつで】
新型コロナウイルスは主に、感染者がせきやくしゃみ、それに会話などの際に排出する飛まつ、それに「エアロゾル」や「マイクロ飛まつ」と呼ばれるごく小さな飛まつを通じて感染が広がります。
2023年1月7日「ワクチン打ってもすり抜ける」――コロナ新系統“BQ.1.1”へ置き換わり 国内感染「3000万人超」…インフルと同時感染も(日テレ)
https://news.yahoo.co.jp/articles/ded339190c6b9ffc391f27bd1c3414712bbf1c91
https://youtu.be/N5hHvPzrDQc
京都工芸繊維大学などの研究チームが、「飛まつ」に関する動画を作成しました。エスカレーターでマスクを着けずにせきをした場合、周囲に飛まつがどう広がるかを試算したものです。
それによると、上りエスカレーターの一番前の人がマスクなしで前方にせきをすると、飛まつは浮遊し続け、次々と後ろの人に拡散していきました。
試算した同大の山川勝史教授は「人の動きが空気の流れを作ることで飛まつが拡散するため、距離を空けることが大切」と指摘しています。
2022年11月12日 両陛下 富岳を視察(テレ東BIZ)
https://youtu.be/ustk2546K3M
富岳は、新型コロナウイルスの「飛沫感染」シミュレーションなどで知られ、両陛下は「どうしてこんなことが出来るんだろう」などと詳しくおたずねになっていました。
2022年11月12日 天皇、皇后両陛下、スパコン「富岳」をご視察 兵庫県ご訪問(産経)
https://news.yahoo.co.jp/articles/56b9f20e74eac0a5f496aa4d10cfa3c404767d59
両陛下は同日午後、神戸市内にある理化学研究所計算科学研究センターでスーパーコンピューター「富岳」を見学し、コロナ禍で活用された「飛沫拡散シミュレーションなど」について説明をお受けに。天皇陛下は、「重要なデータがこの中にあるんですね」とうなずかれていた。
2022年11月12日 天皇皇后両陛下 兵庫県を訪問、スパコン「富岳」などを視察(ANN)
https://news.yahoo.co.jp/articles/f681cb380486f97f664ef7f204d7d19154227fd9
https://youtu.be/eWFGac3YfzE
両陛下は神戸市内のホテルに移動し、齋藤知事から兵庫県の概要について説明を受けられました。
その後、両陛下は理化学研究所を訪れ、新型コロナウイルスで注目された「飛沫」がどのように拡散するかをシミュレーションしたスーパーコンピューター「富岳」などを視察されました。
2022年11月12日 天皇皇后両陛下兵庫県訪問 スーパーコンピューター「富岳」視察(テレビ大阪)
https://news.yahoo.co.jp/articles/22666eb8934ddca3f261aa7dded1046ac41c2b81
富岳は、新型コロナウイルスの「飛沫感染シミュレーションなど」で知られ、両陛下は「どうしてこんなことが出来るんだろう」などと詳しくおたずねになっていました。
2022年11月12日 天皇、皇后両陛下が「富岳」を視察…「非常に貴重なデータを取っているのですね」(読売)
https://www.yomiuri.co.jp/koushitsu/20221112-OYT1T50237/
天皇、皇后両陛下は12日、兵庫県入りし、理化学研究所の計算科学研究センター(神戸市)でスーパーコンピューター「富岳(ふがく)」を視察された。研究員から富岳を新型コロナウイルスの「飛沫飛散」の想定実験に活用したとの説明を受け、天皇陛下は「非常に貴重なデータを取っているのですね」と話された。
2022年11月12日「非常に貴重なデータ」 天皇、皇后両陛下がスパコン「富岳」を見学(朝日)
https://www.asahi.com/articles/ASQCD6DNCQCBUTIL029.html
スーパーコンピューター「富岳(ふがく)」を見学したほか、新型コロナを対象とした「飛沫飛散シミュレーション」の説明を聞いた。室内でエアコンや換気扇を併用することで感染リスクが半分以下に減らせることなどを聞いた天皇陛下は「非常に貴重なデータをとっているんですね」と話したといい、皇后さまは「効果的な対策は?」と質問。
2022年10月21日 安全な立食パーティー体験会 需要回復へ正確な知識を(産経)
https://www.sankei.com/article/20221021-6DDYMDELJVNKJDQCX6AOMLZFA4/
続けて新型コロナの「飛沫感染対策」を研究する理化学研究所の坪倉誠氏が、ホテルの宴会場は高い換気能力が義務付けられ、空間も広く、感染リスクが低いことを指摘。スーパーコンピューター「富岳」による飛沫飛散予測の結果を示し、「マスクかパーテーション(のどちらか)があれば、かなり感染リスクを減らせる」と語った。
2022年10月21日「立食宴会で感染、低リスク」 ホテル協会、理研「富岳」で分析(共同)
https://news.yahoo.co.jp/articles/feea9f413e96e0785ca0c240fe718e0981a76a1f
理化学研究所のスーパーコンピューター「富岳」で、「飛沫感染」のリスクを分析。企業などの立食宴会は自粛傾向にあり、協会は宴会シーズンを前に安全性をアピールしている。
2022年10月16日 最先端の科学と医療の現場とは… 神戸医療産業都市で一般公開イベント 今年は現地とオンラインで開催(ラジトピ ラジオ関西トピックス)
https://news.yahoo.co.jp/articles/89d252b15d660893afa6ba48bac8f62ff92466e0
神戸医療産業都市の推進母体である神戸医療産業都市推進機構の天辰香織さん(経営企画部広報戦略課課長代理)に話を聞きました。
また、皆さんテレビでも一度はご覧になったかと思いますが、スーパーコンピュータ「富岳」を用いた新型コロナウイルスの「飛沫」・「エアロゾル感染」予測シミュレーションでは、社会に対する新型コロナウイルスの飛沫・エアロゾル感染に対する理解を進め、その対策の重要性を啓発することに貢献しました。
――天辰さん、いろんな最新医療にかかわるものが集まっている「神戸医療産業都市」ですが、神戸市民のみなさんに向けたPRも積極的にされていますね!
2022年9月12日 ゲーミングとスパコンの融合が“新世界”を開く 理研・松岡聡さん語るゲームエンジニアへの期待(ITmedia NEWS)
https://news.yahoo.co.jp/articles/4f9adb657e6a53526b1dc482a013f835f771937e
そうした成果を広く社会に還元すべく、富岳は既にさまざまな場面で活用を進めているという。新型コロナウイルスの飛沫やエアロゾルの飛散を富岳でシミュレーションし、感染症対策の検討に役立てたことは広く知られており、国際的な評価も高い。
理研などによる共同研究チームが富岳を活用して取り組んだ「COVID-19の飛沫・エアロゾル拡散モデル構築」は、「スパコン界のアカデミー賞作品賞」ともいわれるゴードン・ベル賞で2021年に「COVID-19研究特別賞」を受賞した。
2022年7月1日 飛沫・エアロゾル吸入によるCOVID19感染リスクの定量化(サイエンティフィック・リポーツ)
https://www.nature.com/articles/s41598-022-14862-y
ラーフル・ベール。飯田明由。山川勝史。李崇綱。坪倉誠
「COVID-19のような空気感染症」の感染リスクを定量化するために、用量反応モデルが広く使われています。
(The dose-response model has been widely used for quantifying the risk of infection of airborne diseases like COVID-19.)
このモデルは、感染リスクの室内平均解析や、エアロゾル輸送の代理としてパッシブスカラーを用いた解析に用いられてきた。しかし、飛沫拡散の数値シミュレーションにおけるリスク推定には採用されていない。
本研究では、線量反応モデルを用いて、飛沫分散シミュレーションにおける感染確率を評価するためのフレームワークを開発する。
SARS-CoV2(新型コロナ)の変異株の高い伝播性とワクチン接種の効果を感染確率の評価に取り入れることができるモデルのバージョンを紹介する。
発話中の飛沫拡散の数値シミュレーションを行い、本モデルを用いた空間的・時間的な感染リスクを検討する。
また、周囲の風や湿度が感染リスクに与える影響を解析し、エアロゾル輸送の代理としてパッシブスカラーに基づくリスク評価との比較を通じて、リスク評価における飛沫分散シミュレーションの優位性を示す。
2019年の発生以来、COVID-19は100年以上にわたって最も破壊的なパンデミックへと変貌を遂げました。
これまでのCOVID-19に関するエビデンスから、SARS-CoV-2の感染様式として考えられるのは「呼吸器飛沫」や「エアロゾル」、人から人への「直接接触」、「表面への接触(フォマイト感染様式)」です。
人から人への直接の接触感染とフォマイト感染(媒介物感染)は、適切な衛生管理によってコントロールすることができます。
しかし、「空気感染」を制御することは、はるかに困難です。
したがって「空気感染」はCOVID-19を世界的な大流行へと導いた主な理由と考えられます。
(Therefore, airborne transmission is likely the primary reason for turning COVID-19 into a global pandemic.)
喀痰飛沫を運ぶウイルスは、咳やくしゃみのような激しい呼気イベントだけでなく、話す、歌う、呼吸するなどの日常的な呼吸活動でも発生する。
このことと、SARS-CoV2がCOVID-19の無症候期や無症状期に感染することが相まって、SARS-CoV2の感染力が高まり、急速に拡散する。
本研究では、飛沫拡散シミュレーションにおける用量反応モデルを用いて、COVID-19などの空気感染性疾患による感染リスクを定量化する枠組みを開発した。
(Summary and discussion
In this work, we have developed a framework for quantifying the risk of infection due to airborne diseases like COVID-19 using the dose-response model in droplet-dispersion simulations.)
本研究では、飛沫拡散シミュレーションから呼吸域における飛沫/エアロゾル量(ウイルス粒子数の代理指標)を直接測定することにより、吸入量を推定する手法を詳細に説明した。
この枠組みを用いて、会話中に飛沫を放出する人物による感染リスクを推定した。
このため、隔離された環境において、一人の人物が立ち続け、継続的に会話する状況における飛沫拡散の数値シミュレーションを実施した。
感染確率は感染者との距離が離れるにつれて低下することが分かった。感染確率の大きさは、最小感染量N0に強く影響される。
2022年5月30日 スパコン「富岳」首位陥落 米「フロンティア」が計算速度で首位に(朝日)
https://www.asahi.com/articles/ASQ5Z577XQ5ZULBH001.html
富岳は理化学研究所と富士通が開発した。神戸市の理研計算科学研究センターに設置されており、21年3月に本格稼働する前から、「飛沫」が飛散する様子のシミュレーションなどを行い、新型コロナウイルスの感染対策に活用された。
2022年2月2日 スパコン「富岳」でオミクロン株の感染リスク調査 マスクなしで15分会話→約60%の確率で感染(関西テレビ)
https://news.yahoo.co.jp/articles/91656321c9b51513f31df62bc78f59d3eb23703b
【理研チームリダー 坪倉誠神戸大教授】
「思った以上に距離が近くなっているケースがあると思うので、もう1度この距離の取り方、ソーシャルディスタンスを徹底することが大事」
2021年12月9日「富岳」を用いたCOVID-19の飛沫・エアロゾル拡散モデルの2021年ゴードン・ベル賞COVID-19研究特別賞受賞などに関する記者会見(理化学研究所)
https://youtu.be/HQXqRjRGsq8?t=2666
(坪倉誠)「最近エアロゾル感染ですね、(エアロゾルは)リスクが非常にリスクが高いんじゃないか?と言われていますね。
エアロゾルってのが、まあ「空気感染」するってのもそうなんだけども、
エアロゾルの中に含まれるウイルスの量が大きな飛沫よりも相対的に多いという仮説がある。」
2021年11月28日 新型コロナの「空気感染症」のコンピューターモデルに賞を授与
(Prize Awarded for Computer Model of COVID Airborne Spread)
https://www.i-programmer.info/news/202-number-crunching/15046-prize-awarded-for-computer-model-of-covid-airborne-spread-.html
2021年ACMゴードン・ベル特別高性能コンピューティング賞は、COVID-19が「エアロゾル飛沫」を介して人から人へとどのように広がるかを調査する新しいエアロゾルシミュレーション手法を開発した日本の6人チームに授与されました。
2020年4月、新型コロナウイルス感染症(COVID-19)の世界的な蔓延を受け、日本政府は世界最速のスーパーコンピュータ「富岳」を、感染症対策に取り組む科学者に開放しました。
理化学研究所計算科学研究センターに所属するKazuto Ando。ラフル・ベール。李崇綱。松岡聡。Keiji Onishi。坪倉誠 氏らからなる日本の研究チームは、既存の産業用粒子モデリングソフトウェアをベースに、「富岳」を用いて、COVID-19が「エアロゾル飛沫」を介して人から人へとどのように感染するかを様々なシミュレーションで検証しました。
2021年11月19日 飛沫拡散予測に米スパコン特別賞 「富岳」で理研と神戸大(共同)
https://news.yahoo.co.jp/articles/511b09b19173fdc9b96a1138d1774a3de1b3541e
理研の坪倉誠チームリーダーは「(スパコンが)飛沫という世の中に身近なもので社会に貢献できることを示した」と喜びを語った。
2021年11月19日 スパコン富岳「命救う」と評価 理研、ゴードン・ベル賞受賞で会見(産経)
https://www.sankeibiz.jp/business/news/211119/cpc2111191937003-n1.htm
受賞したのは、理研と神戸大の研究チームで、富岳を使ってせきや発話で生じる飛沫やエアロゾル(ウイルスを含む微細な粒子)の拡散をシミュレーションした。
2021年11月19日「富岳」のコロナ飛沫研究にゴードン・ベル特別賞(産経)
https://www.sankei.com/article/20211119-LPXNH5KFSFKNPH7C6LJ4MU4BAA/
理研が運用するスパコン「富岳」を使って、せきや発話で生じる飛沫をシミュレーション(模擬実験)し、新型コロナの感染予防対策に貢献した成果が高く評価された。
(略) 研究成果は発表当初から広く関心を集め、飛沫やエアロゾル感染について社会一般の理解を深めることにつながった。
2021年11月19日「富岳」のシミュレーションが「ゴードン・ベル賞」受賞/兵庫県(サンテレビ)
https://news.yahoo.co.jp/articles/98ab5fd7b62e548ce8a062ac32d7861f76f7c66d
ゴードン・ベル賞の特別賞を受賞したのは、兵庫県にある理化学研究所や神戸大学などの研究チームがスーパーコンピューター「富岳」を使い、人の口から出る飛まつやエアロゾルの拡散を予測した研究です。
2021年11月19日「富岳」にスパコン界のノーベル賞 つばのしぶきなど映像化(朝日)
https://news.yahoo.co.jp/articles/a19d882aed83eae9662b8f94a36c08141b9af997
新型コロナウイルスが広がるさなかに映像を次々に発表したことで、「飛散の様子を『見える化』し、日本のみならず世界の人々の行動に変化をもたらした」と評されたという。
2021年11月19日「富岳」で飛沫拡散計算の理研チームに「スパコン界のノーベル賞」(読売)
https://www.yomiuri.co.jp/science/20211119-OYT1T50244/
米計算機学会は日本時間の19日、理化学研究所のスーパーコンピューター「富岳」(神戸市中央区)で新型コロナウイルスの飛沫拡散状況を計算した理研や神戸大などのチームにゴードン・ベル賞特別賞を授与したと発表した。
2021年11月19日「富岳」の新型コロナ研究 “スパコンのノーベル賞”を受賞 会話やせきで生じる飛沫の広がりを視覚化(読売テレビ)
https://news.yahoo.co.jp/articles/cf30d6779dc080970a43db76fb8735564a1b08f5
「ゴードン・ベル賞」の特別賞を受賞した理化学研究所や神戸大学などの研究チームは、会話やせきで生じる飛沫などが飲食店や車の中など様々な場面でどのように広がっていくのかを、スーパーコンピューター「富岳」を使って研究した。
2021年11月19日 コロナの飛沫を見える化、スパコン「富岳」に世界最高栄誉 「人々の行動変化させた」(霍見真一郎。神戸新聞)
https://news.yahoo.co.jp/articles/a2f7bd0da4d404a6a3e1ba627c15179ad60f961d
新型コロナウイルス対策として、神戸市のスーパーコンピューター「富岳」で飛沫やエーロゾル(微粒子)が飛び散る様子などをシミュレーション(予測)した取り組みが19日、スパコン界の最高権威となる米国の「ゴードン・ベル賞」に選ばれた。
2021年11月19日「富岳」を用いたCOVID-19の飛沫・エアロゾル拡散モデルシミュレーションが、2021年ゴードン・ベル賞COVID-19研究特別賞受賞(理化学研究所)
https://www.riken.jp/pr/news/2021/20211119_1/index.html
理化学研究所(理研)計算科学研究センター複雑現象統一的解法研究チーム坪倉誠チームリーダー(神戸大学大学院システム情報学研究科教授)らの共同研究グループは、2020年に世界最速のスーパーコンピュータ「富岳」[1]を用いて、詳細かつ定量的なCOVID-19の飛沫・エアロゾル拡散モデルを構築し、感染症疫学のデジタルトランスフォーメーションに初めて成功しました。
(略) 飛沫エアロゾル感染についての理解と対策の重要性を啓発し、日本のみなならず世界の人々の行動に変化をもたらしたことが評価を受けました。
[査読前] 2021年10月19日 COVID-19対策として「富岳」で飛沫・エアロゾル感染リスク評価のデジタルトランスフォーメーションを実現(arXiv)
https://arxiv.org/abs/2110.09769
Kazuto Ando。ラーフル・ベイル。リー・チュンガン。Satoshi Matsuoka。Keiji Onishi。坪倉誠
2020年最速のスーパーコンピュータ「富岳」は、COVID-19感染のエンドツーエンドで詳細な定量的モデル化を初めて可能にすることで疫学のデジタルトランスフォーメーションを実現しただけでなく、重大なリスクを伴う多くの社会的状況における感染リスクの詳細な分析を通じて日本国民全体の行動を変革しました。
産業界の需要を満たす新しいCFD手法であるCUBEを組み合わせて、新しいエアロゾルシミュレーション手法が合成されました。これにより、マイクロメートルのウイルスを含むエアロゾル粒子に必要な高解像度でシミュレーションを大規模に拡張できるだけでなく、多くの社会的状況を表すデジタルツインを数週間ではなく数分で生成できるため、解決までの時間が非常に短く、真の全体的なアプリケーションパフォーマンスが向上しました。
このようなシミュレーションは過去1.5年間「富岳」で実行されており、トップクラスのスーパーコンピュータリソースを累積的に消費し、その結果はメディアで伝えられ、公式の公共政策にもなっています。
2021年4月16日 NHKビデオバンク(NHKワールドジャパン) - COVID-19: パンデミックとの戦い(NHKビデオバンク)
https://youtu.be/C9NEGyXT5wI
特別謝辞:
日本感染症学会会長 舘田一博氏、新日本空調株式会社(微粒子可視化システム)、京都工芸繊維大学の山川勝史博士。
2020年12月24日 新型コロナウイルス感染症拡大防止の鍵は「3密」の回避(日本政府)
https://www.japan.go.jp/kizuna/2020/avoiding_the_three_cs.html
日本では感染経路を追跡する独自のアプローチにより、いわゆる「3密」を避けることに重点を置き、新型コロナウイルスの爆発的な感染拡大を防いでいる。ロックダウンせずに経済を活性化させようとしている。
2020年の新型コロナウイルス感染症パンデミックの初期段階から、日本政府はいわゆる「クラスターベースのアプローチ」を採用しており、大規模な感染拡大を防ぐために感染クラスター(集団感染)の発生源を特定することに重点を置いてきた。
新型コロナウイルス感染症の蔓延を阻止するためのもう1つの注目すべきツールは、マスクの着用です。
2年連続で世界性能ランキングのトップに立った日本のスーパーコンピューター「富岳」は、レストランなどリスクの高い場所や状況でのマスクの効果や空気中の飛沫の拡散のシミュレーションを行った。
(Fugaku, the Japanese supercomputer that has taken the top spot in two consecutive global performance rankings, has run simulations of the effectiveness of face masks and of how airborne droplets spread in high-risk places and situations such as restaurants and elsewhere.)
スーパーコンピューター「富岳」を使ったシミュレーションでは、マスクを着用していない場合(左)は、着用している場合(右)に比べて、咳などの行動中に空気中に拡散する飛沫の拡散を抑制できないことが示された。
(The simulation using supercomputer Fugaku shows that not wearing a mask (left) fails to suppress the extent to which airborne droplets are spread during actions such as coughing compared to when wearing one (right).)
2020年12月8日 西村やすとし 氏のツイートより
https://x.com/nishy03/status/1336182277932417025
マスクの効果をまとめた動画を公開しました。
スパコン富岳のシミュレーション等によれば50cmの近距離でもお互いがマスク着用すれば布マスクで70%、サージカル(不織布)で75%リスクが減少します。
会食中も含め #いつでもマスク の徹底をお願いします。
2020年7月13日 日本は長い間、COVIDの「空気感染」を認めており、科学者は換気が鍵だと述べている(ルーシー・クラフト。CBS)
(Japan has long accepted COVID's airborne spread, and scientists say ventilation is key)
https://www.cbsnews.com/news/coronavirus-japan-has-long-accepted-covids-airborne-spread-and-scientists-say-ventilation-is-key/
科学界からの圧力を受け、世界保健機関は先週、COVID-19感染の3番目の原因として「マイクロ飛沫」の「空気感染」を認めた。日本の多くの研究者にとって、この認め方は拍子抜けだった。
WHOは依然として、エアロゾルが新型コロナウイルス感染の主な原因であると認めることを拒否しており、さらなる証拠が必要だとしている。しかし、科学者たちは圧力をかけ続けています。
「WHOが日本での取り組みを認めれば、世界の他の地域でも(抗ウイルス対策を)変更するかもしれません」と、日本の名門 早稲田大学建築学部教授の田辺新一氏は述べた。
同氏は、WHOにウイルス拡散防止のガイドラインを改訂するよう求める公開書簡を共同執筆した239人の国際科学者の1人である。
神戸大学数値流体力学研究室を運営する坪倉誠氏は、鼻や口から排出される「大きな飛沫」はすぐに地面に落ちる傾向があると説明した。
こうした大きな呼吸器粒子に対しては、社会的距離の確保とマスク着用が十分な予防策と考えられている。
しかし、乾燥したよどんだ空気の部屋では、咳やくしゃみ、さらには話したり歌ったりする人でさえ、「重力に逆らう微粒子」を放出し、何時間も、あるいは何日も空中に漂い、部屋の長さいっぱいに移動する可能性があることが、坪倉氏の研究で明らかになったという。
坪倉氏によると「エアロゾル」に対する主な防御策は、窓やドアを開け、空調システムで新鮮な空気を循環させることで、空気中のウイルスの量を薄めることだ。
オープンプランのオフィスでは、パーティションは「大きな飛沫」との直接接触を防ぐのに十分な高さでなければならないが、ウイルスを多く含んだ空気の雲を作らないように十分な低さ(55インチ、つまり頭の高さ)でなければならないという。
小型の卓上扇風機も、空気中のウイルスの密度を拡散させるのに役立つと、坪倉氏は述べた。
(In open-plan offices, he said partitions must be high enough to prevent direct contact with large droplets, but low enough to avoid creating a cloud of virus-heavy air (55 inches, or head height.) Small desk fans, he said, can also help diffuse airborne viral density.)
理化学研究所の主任研究員でもある坪倉氏は、日本の新しいスーパーコンピューター「富岳」でシミュレーションを行い、地下鉄、オフィス、学校、病院、その他の公共スペースでの「空気感染」を防ぐ方法を研究している。
(Tsubokura, who also serves as the lead researcher for government institute RIKEN, has run simulations on Japan's new Fugaku supercomputer studying how to guard against airborne transmission inside subways, offices, schools, hospitals, and other public spaces.)
[日付不明] 公衆衛生メッセージに新鮮な風を吹き込む(Nature Portfolio)
新型コロナウイルス感染症(COVID-19)の蔓延を制御するためのスーパーコンピューター支援研究は、インフルエンザやその他の「空気感染」病原体との戦いにおいて永続的な利益をもたらす可能性がある。
(A breath of fresh air for public health messaging
Supercomputer-assisted research to control the spread of COVID-19 could lead to lasting benefits in our battles against flu and other airborne pathogens.)
https://www.nature.com/articles/d42473-023-00186-6
日本では、神戸にある理化学研究所計算科学研究センターのスーパーコンピューター「富岳」の活用もあり、新型コロナウイルス感染症の感染拡大を理解し、制御するための熱心な研究努力が感染を最小限に抑える上で重要な役割を果たした。
この取り組みから得られた教訓、特に建物の換気に関しては、弱い立場にある人々を守る上で永続的な利益をもたらすことが期待されています。
この取り組みは、将来のパンデミックへの備えを強化するだけでなく、インフルエンザやその他の「空気感染ウイルス」の季節的な蔓延と致死率を最小限に抑えるのに役立つ可能性があります。
(As well as enhancing future pandemic preparedness, the work could help to minimize the seasonal spread and fatality rate of flu and other airborne viruses.)
COVID-19が発生したとき、神戸大学で計算流体力学を研究する坪倉誠教授(理化学研究所計算科学研究センターチームリーダー)は、自動車会社との共同研究で、エンジン設計を改善するためのツールとして、内燃エンジン内の燃料液滴の挙動をシミュレーションするために「富岳」を使っていた。
「パンデミック(世界的大流行)が始まった後、私たちのスタッフはロックダウンに入りました。
「パンデミック対策にどう貢献できるか、チームで話し合いました。若手研究者の一人が、エアロゾル飛沫拡散のシミュレーション用にエンジン・シミュレーション・ソフトウェアを改良することを提案してくれました」
感染者が吐き出すウイルスを含んだエアロゾル飛沫は、すでに呼吸器感染症の潜在的な感染経路として確立されており、パンデミックの過程で、エアロゾルがCOVID-19感染の主な経路であることが証明された。
(Virus-carrying aerosol droplets exhaled by infected people were already a well-established potential route of respiratory infection spread, and over the course of the pandemic, aerosols were proven to be a key mode of COVID-19 transmission.)
[日付不明] 新型コロナウイルス感染症研究をリードする世界最速のコンピューター(The Government of Japan)
https://www.japan.go.jp/tomodachi/2020/autumn2020/worlds_fastest_computer.html
富岳は、コンピューティング速度、AI、ビッグデータ、アプリケーションパフォーマンスの4つのパフォーマンス分野でトップの座を獲得しました。
富士通と理化学研究所は「富岳」の開発にあたり、さまざまな社会課題を解決できる汎用性の高いスーパーコンピューターの実現を目指した。
講堂のステージ上で人が咳き込んで吐き出す飛沫の特徴を示すシミュレーション。
(A simulation showing the characteristics of airborne droplets coughed out by a person on a stage in an auditorium.)
病室、オフィス、教室など、さまざまな想定環境や換気条件についても分析を行いました。
- 投稿日時:2025/06/29 14:45
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