「津波の浸水予測を行うAIモデル」とは、沿岸域の津波浸水をリアルタイムに予測するAIのモデル（計算式や計算方法）。富岳で多数の津波シミュレーションを行い、そこで得られた沖合での津波波形と沿岸域の浸水状況を教師データとしてAIを機械学習させ、浸水予測を行うAIモデルを構築した。東北大学災害科学国際研究所、東京大学地震研究所、富士通研究所が共同で開発した。AIモデルは、シミュレーションとAI学習の双方に性能を発揮できる富岳の特長を活かし、沖合で観測した津波波形から陸域の浸水状況を粗い解像度で概算するAIと、概算した浸水状況を高解像度化するAIの2段階構成で開発。富岳でシミュレーションを行い生成した教師データを、そのままAIに学習させることで、AIの構築を効率化した。従来の津波浸水予測では主に、シミュレーションやデータ解析をスーパーコンピュータで行っており、システム構築や運用が課題となっていた。汎用性を持つ富岳を用いた本AIモデルは、一般的なパソコンで使用でき、多様な津波シナリオに対し、数秒間で浸水予測が可能。今後3者は、本AIモデルの実用化に向けて技術拡張などを行い、国内外の津波防災対策に貢献していくという。

AIによる津波予測のイメージ図

「新型コロナウイルスの治療薬候補を探るIT創薬研究」とは、新型コロナウイルスの感染を阻害する分子機構（分子の構造やしくみ）の解明と、治療薬候補となる阻害化合物を探る研究プロジェクト。富岳で、時間変化や環境変化を反映した分子レベルのシミュレーションを行い、治療薬の早期開発を目指している。富士通Japanと東京大学先端科学技術研究センター山下雄史特任准教授の共同研究で、2021年6月～2022年3月まで実施を予定している。新型コロナウイルスなどは、人の細胞表面のタンパク質にウイルスのタンパク質が結合することで細胞内に取り込まれ、細胞内でウイルスRNA（遺伝物質）を放出しコピーを行いながら細胞の機能を乗っ取り、ウイルスタンパク質を増殖させる。そのため感染対策には、ウイルスタンパク質と結合し活性化を抑制する阻害化合物が有効とされている。共同研究ではまず、ウイルスタンパク質に強く結合し維持できる分子機構を解明するため、富岳で三次元構造モデルを生成。阻害化合物候補が、ウイルスタンパク質のどの位置にどの向きで結合できるかなどのシミュレーションを実施。同モデルを動かしながら、体内の環境下での時間に応じた形状変化やエネルギー量などを追跡し、体内で安定的に効果があるかを検証する。また変異株対応として、富岳でウイルスタンパク質のアミノ酸配列に変異を加えたシミュレーションを実施し、阻害化合物との結合の影響を検証する。前身のスーパーコンピュータ「京」のシミュレーションは、事前に作成した静止画を動かすレベルに留まっていたが、富岳ではデータ入力後から動的なシミュレーションが可能。共同研究では、富岳でシミュレーションを重ねることで将来的にも有効な治療薬の開発を目指すという。

ウイルスタンパク質と阻害化合物の時間に応じた形状変化やエネルギー量などを追跡するシミュレーション

変異株の性質予測