理学部数学科

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東京紀尾井町キャンパスでは、数理モデルの構築やコンピュータシミュレーションなどを通して、広く社会や産業の実用・発展につながる数々の研究に取り組んでいます。アクセスの良い都心にあり、企業の研究機関や行政などとの連携も取りやすいことから「応用数学とコンピュータ科学の拠点」と目されています。一方で純粋数学の研究者も充実。高学年から始まる専門研究では、自らの興味関心に応じて多彩な研究領域から選択できます。ここでは応用数学、純粋数学それぞれにおける、2人の先生の研究を紹介します。

Special Interview
応用数学・コンピュータ科学分野
数値流体力学専門 藤田昌大教授

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●コンピュータ科学は見えないモノづくりである

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◆FOCUS◆ コンピュータ上で、
      ドローンをリアルに飛ばすには?

数学の知識をもとに、コンピュータシュミレーションでどんなことができるか。体験授業などでしばしば取り上げているのは、「コンピュータの中でドローンを飛ばす」シミュレーションです。ドローンは4つのローターの回転速度を変えるだけで、自動運転も含めて比較的簡単に操縦できるので、ヘリコプターと比べて再現しやすいのです。しかしコンピュータの中で本物のように飛行させるには、流体、つまりここでは空気の動きを解かねばなりません。このような流体の方程式を解くシミュレーションは、人工物の設計や自然現象の予測などのさまざまな分野で役立っています。

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●さまざまな産業に数学と情報技術の知見が重宝

数学と情報通信技術は、今や様々な産業分野で求められる知識です。私の研究分野で言うと、例えば「塗装」は色々な産業で使われています。塗装とは簡単にいうと液体を蒸発・乾燥させ、そこに混ぜた小さな固体粒子を表面にくっつけることで,建物の外壁から化粧品まで広く用いられています。どのように塗るか、どんな速度で乾燥させるかといった塗装の技術は、これまで職人的な「勘」に頼る部分が大きかったのですが、特に化学工学を中心とする産業分野では、誰でも失敗が少なく、かつ効率的にできるよう、数理モデルを使ってそれを予測するという研究が進んでいます。

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◆FOCUS◆ 都心のメリットを十分にいかす
      東京紀尾井町キャンパス

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東京紀尾井町キャンパスは8年前にできました。そのときに「もっと応用数学に力を入れよう」ということで、さまざまな分野の第一線の研究者が集まりました.例えば「社会のいま」と関わるところでは、安田英典教授が感染症のモデリングとシミュレーションに取り組まれています。感染の拡大を数理モデルにして計算するもので、新型コロナウイルス感染症のニュースでもよく見かける数式です。また井沼学准教授は指紋などの生体認証を研究されています。生体認証はAIにデータを学習させて特定の人を認識するもので、AIが行う機械学習は現在たいへん注目されている分野です。低学年では広く大学数学の基礎を学び、高学年になるとそれぞれの先生のもとで応用数学の幅広い理論に触れられるのが、東京紀尾井町キャンパスの特色です。

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