データ駆動・AI駆動を中心としたデジタルトランスフォーメーションによる生命科学研究の革新

情報技術を、作業の単なる効率化ではなく、作業プロセスそのもののありかた、組織のありかた、そしてそれぞれの分野の文化にまで踏み込んだ包括的かつ革新的な飛躍を目的に導入することをデジタルトランスフォーメーション(DX)と呼びます。DXが革新すべき対象の一つに科学研究、特に生命科学分野があります。実際、ディープラーニングの登場以降、バイオ分野とAI研究の融合は目覚ましく、画像解析、疾患リスク予測、新薬探索、タンパク質三次元構造予測などの研究が世界中で活発化しています。 生命科学においてDXが特に期待される理由の一つには、生命システムがタンパク質分子1個から生態系にいたるまで、生命科学研究の対象は数千種類あるいはそれ以上の構成要素が互いに相互作用する大規模複雑系であるという特性があります。計測・実験の自動化や計算機技術の進展により、このような複雑な系から膨大なデジタルデータがハイスループットに取得可能となりつつある一方で、すでに人間の思考能力ではもはや全てを解析しきれない状況となっています。 そこで本研究領域は、情報科学・工学・生命科学が三位一体となって生命科学研究におけるDXを推進する、いわば「データ駆動型・AI駆動型」の研究によりこれまでは手が届かなかったような高度な科学的発見を目指します。 具体的には、(1)多様、大量のデータセットからAIなどデジタル情報処理技術を活用することでデータ取得・解析の質的・量的限界を超えて、新しい生命現象とそのモデル化を可能とするための研究開発を行い、次世代型生命科学研究のモデルケースを示すことを目指します。また、そのために必要な要素課題として(2)革新的なデータ駆動型研究手法やAI駆動型研究の手法の確立に向けた研究開発もサポートします。 上記により、生命科学研究におけるパラダイムシフトの潮流を作ると共に、複雑な生命システムの解明が可能な社会、研究者が真に創造的な活動に取り組むことが出来る社会の実現を目指します。 なお、本研究領域は文部科学省の人工知能/ビッグデータ/IoT/サイバーセキュリティ統合プロジェクト(AIPプロジェクト)の一環として運営します。

国立研究開発法人科学技術振興機構

• 多種生命システムの安定化と機能最適化を実現する融合科学の創生
• データ駆動型の次世代微生物進化育種
• 生物情報アーカイブを活用した深層生成モデルによるmRNA最適設計技術
• ありえた生体高分子ネットワークを創出するBioDOSの構築
• 多階層の神経活動データ駆動による睡眠脳の機能解明

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