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岡山大学は3月8日、AIを使ってトマトが熟れるときに重要となる遺伝子の働きを予測する技術を開発したと発表した。また、「説明可能なAI」（XAI。Explainable AI）と呼ばれる技術を用いてAIの判断の根拠を探ることで、重要なDNA配列の特定も可能にした。その配列を編集すれば、果実の特徴に関する緻密なデザインも可能になると期待される。

果実の色や甘さや香りなどは、数万にもおよぶ遺伝子発現（遺伝子の働き）の組み合わせによって決まる。遺伝子発現は、プロモーターと呼ばれる領域に転写因子というタンパク質が結合して調整されているが、プロモーターのDNA配列には複数のパターンがあり、遺伝子発現は転写因子の複雑な組み合わせによって変化する。そのため、全ゲノム配列の情報がわかっていても、予測はきわめて難しいという。

そこで、岡山大学学術研究院環境生命科学学域（赤木剛士研究教授、増田佳苗氏、桒田恵理子氏）、農業・食品産業技術総合研究機構、筑波大学大学院生命環境系、九州大学大学院システム情報科学研究院からなる共同研究グループは、深層学習を用いた遺伝子発現の予測と、そこで重要となるDNA配列の特定を試みた。まずは、分子生物学で標準的に使われるモデル植物シロイヌナズナの、転写因子が結合するDNA配列情報のデータベースをAIに学習させ、3万4000以上あるトマトの全遺伝子のプロモーターの転写因子が結合するポイントを予測させた。次に、トマトが熟れる過程の全遺伝子発現パターンを学習させることで、遺伝子発現の増減を予測するAIモデルを構築することができた。

さらに、「説明可能なAI」を用いて、そのモデルで「AIが判断した理由を可視化」することで、予測した遺伝子発現の鍵となるDNA配列を「1塩基レベル」で明らかにする技術を開発した。このDNA配列を改変した遺伝子をトマトに導入すると、AIによる予測と同じ結果が得られた。つまり、トマトのゲノム情報の複雑な仕組みをAIが正確に読み解いたことになる。

この技術は、トマトの食べごろの予測に限らず、果実の色、形、おいしさ、香りなど、様々な特徴に関する遺伝子の発現予測にも応用できるという。また、予測した遺伝子の発現に重要なDNA配列を特定する技術を使えば、遺伝子編集により最適な遺伝子発現パターンを人工的に作り出して、自由に果実のデザインができるようになるとも研究グループは話している。

筑波大学は3月1日、ロボットやAIが話すときに、ユーザーの手に「重み」を伝えることで話相手に与える影響を調査した。その結果、ユーザーがロボットに対して感じる真剣さの度合いが有意に高まることが確認され、イライラした感情た抑制される効果も認められたと明らかにした。

ロボットやAIの話し方は平坦で、メッセージ内容について感情や意図が伝わりにくい。そこで、人と人のコミュニケーションを仲介する社会的仲介ロボットを研究する筑波大学システム情報系知能機能工学域の田中文英准教授らは、会話に合わせて内部の重りを動かして、ユーザーの手に運動を伝える小型ロボットを開発した。手に持って使用する小さなロボットに、250gのタングステンの重りをいろいろな軌道や速度で2次元運動させられる機構を内蔵し、会話の内容に合わせて重りが動くようにした。

研究グループは、このロボットを用いて、筑波大学校内で募集した94人の成人を対象に実験を行った。対話シナリオは、社会心理学の既存研究にもとづいて設計された、ユーザーが怒りやフラストレーションを感じる場面、具体的には、待ち合わせに友人が遅刻してくる場面が使われた。ロボットは、友人からの連絡メッセージを伝えるとき、重りが動く場合と動かない場合の両方を被験者に体験してもらい、その効果を聞き取った。

それによると、重りが動くと、ユーザーはロボットに対して感じる真剣さの度合いが有意に高まることがわかった。そして、ユーザーの怒りの度合いが平均で23％抑制された。また。加害者に報復しようとする思いである「報復的動機づけ」と、加害者を避けようとする思いである「回避的動機づけ」の両方も有意に抑えられた。これらは、他人を許す思いに大きく関わるとされている。このことから、「ユーザーが他人に対して感じる許しの気持ちを促進する可能性」が示唆されたという。

研究グループは、この研究を含め提案している社会的仲介ロボットは「人と人の間に立ち、人と人の関係をより良い形にしていくための仲介を行う能力を備えたもの」だと話している。

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研究テーマには、独創的で意外性のある芽生え期の研究である「萌芽的」と呼ばれるものがある。筑波大学（大庭良介 准教授）では、そうした萌芽的トピックの創出の特徴と、研究者の関わり方について、過去半世紀にわたって数量的に解析を行った。その結果、萌芽的トピックとノーベル賞級のインパクトのあるトピックとでは、創出のプロセスが違うことがわかった。

今日、世界では数多くの萌芽的研究が発表されるものの、大きく発展するものはごく一部であり、残りは期待された成果を得られずに消えている。これに関して筑波大学は、「萌芽的トピックを把握し、その萌芽する原理を理解することは、科学技術の発展促進に不可欠」と考えた。そこで、生命科学と医学の分野で最大規模を誇るアメリカの文献検索エンジン「PubMed」で検索可能な、この半世紀間に出版された3000万件の論文を対象に、「萌芽的トピックを同定する独自の方法」を用いて解析を行った。

それにより判明したのは、「既存の萌芽的トピックが新たな萌芽的トピックの創出を促す」のが大半であるのに対して、ノーベル賞級の影響力を持つ萌芽的トピックは「それとは異なるプロセスで創出される割合が高い」ということだった。萌芽的トピックを持つ論文は、比較的少人数のチームによって発表されるが、事前に関連トピックの継続的論文発表が行われており、そこで重要性を増している。それに対して、ノーベル賞級トピックは、さらに少人数のチームが、事前の関連論文の発表などがなく突然発表される傾向が強い。このことから、萌芽的トピック創出には、過去の業績を見ることが研究費投資の評価指標として有効であるが、ノーベル賞級研究成果の創出には有効でないことがわかった。

萌芽的トピック創出後の研究者の関わりについては、1990年代半ばまでは、創出された萌芽的トピックが別の研究者の参入により発展していたのに対して、2000年以降は、それを発表した研究者自身が継続的に研究している傾向が見られた。その理由は、トピック外の研究者が参入しにくい障壁が生じているか、他の研究者には魅力のないものになっていることが考えられるという。近年、1つの研究結果を出すのに必要な人的金銭的な資源は増加を続けているものの、それに見合う成果は得られず、投資に対して期待したリターンが得られていない。この研究は「その原因の一端を表している」とのことだ。

生命科学と医学の分野では、実験設備は人員に多大な資金がかかるため、資金獲得が研究の成否に結びついている。しかし、研究費の大きさが本当に萌芽的トピックやノーベル賞級トピックの創出と発展に貢献しているのか、今後は、その投資のあり方について探索を進めるという。

筑波大学数理物質系の後藤博正准教授を中心とする研究チームは10月22日、ミノムシの糸と導電性高分子ポリアニリンを組み合わせ、両方の特徴を併せ持つ複合繊維の合成に成功したことを発表した。クモの糸を上回る強度のあるミノムシの糸にポリアニリンをコーティングすることで、ポリアニリンと同等の導電性や磁性のほか、光ファイバーのような特性があることもわかった。

ミノムシの糸は、弾性率、破断強度、機械的強のすべてにおいて、従来最強とされてきたクモの糸を上回る天然のシルク繊維であることが、近年、知られるようになった。一方、導電性高分子ポリアニリンは、原料が安価で合成も簡単なことから電池の電極や導電性インクなどに使われている。研究チームは、この2つの素材を組み合わせることで、それぞれの特徴以外に、ポリアニリン自体には備わっていない光学的な特徴も併せ持つ繊維材料を作ろうと試みた。

ミノムシの糸を水に浸し、水中でポリアニリンを合成すると、その過程でミノムシの糸にポリアニリンが吸着してコーティングされる。そうして作られた繊維を調べたところ、ポリアニリンと同等の電気導電性が示されたが、繊維の縦方向に異方性も認められた。また、この繊維で電気化学トランジスターを作って電圧をかけたところ、電極間の電流が大きくなった。繊維型トランジスターとしての応用の可能性が見えた。繊維の断面中心から緑色レーザーを照射したところ、光ファイバーのように、レーザー光が繊維に沿って進むこともわかった。さらに、導電性高分子に特徴的なパウリの常磁性（温度変化によらず一定の磁化率を示す）が確認された。

今後は、この導電性複合繊維で布やケーブルを作る予定だという。そこから、十分な力学的強度と導電性や静電防止機能を持つシートやワイヤーの開発が期待される。また、細い分子ケーブルに活用すれば、神経をモデルにした信号伝達の可能性もあるとのことだ。

筑波大学発の宇宙領域スタートアップ「ワープスペース」は10月6日、シリーズAラウンドのファイナルクローズとなる、第三者割当増資による資金調達を発表した。引受先は、SBI 4&5投資事業有限責任組合（SBIインベストメント）、みずほ成長支援第4号投資事業有限責任組合（みずほキャピタル）など。創業からの資金調達総額は約10億円となった。

今回の資金調達をもって、民間として世界初となる商用光通信衛星であるとともに、世界初の衛星間光通信ネットワークサービス「WarpHub InterSat」を構成する最初の光通信衛星「WARP-02」の開発を加速させる。また、今回みずほキャピタルの運営するVCからの出資により、ワープスペースの株主に3大メガバンクすべての系列ファンドが揃うことになった。

ワープスペースの「WarpHub InterSat」小型光中継衛星群（イメージ）

2016年設立のワープスペースは、前身の大学衛星プロジェクトを含め、これまで2機の通信衛星を打ち上げている。宇宙や人工衛星に関する高い専門性に加え、JAXAをはじめとする研究機関とのパートナーシップ、つくば研究学園都市が保有する豊富な実験・試験設備などを強みに、WarpHub InterSatの実現を目指している。

2023年の実現を目指すWarpHub Intersatは、世界初となる小型光中継衛星による衛星間の光通信ネットワークサービス。地上から500～800キロの低軌道では地球観測などを行う人工衛星の数が爆発的に増えており、WarpHub Intersatによって地上とこれら衛星との間での常時高速通信が可能になり、より多くの観測・センシングデータをリアルタイムに近い形で取得・利用できるようになるという。