2025年度 (最新) 学院等開講科目情報理工学院数理・計算科学系知能情報コース

分子ロボットインフォマティクス

開講元: 知能情報コース
担当教員: 濵田省吾
授業形態: 講義 (ハイフレックス型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 月5-6 (J2-302(J233)) / 木5-6 (J2-302(J233))
クラス: -
科目コード: ART.T556
単位数: 200
開講時期: 2025年度
開講クォーター: 4Q
シラバス更新日: 2025年10月8日
使用言語: 英語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

本講義では，情報工学の応用分野である「分子ロボティクス」について概観する．とくに，その根幹をなすコンピュータによる生体分子デザインと，設計された分子デバイスを統合して作製される，情報処理システムとしての分子ロボットの構築および応用のための手法に焦点を当てる．講義・演習・最新研究の調査を通じて，分子ロボットの設計から実装に至るまでの実践的な理解を養う．

到達目標

- 分子ロボティクスの基本概念や各種設計手法について説明できる．
- 分子ロボットの設計に必要な数値シミュレーション・分子シミュレーション・非線形解析・CADの原理を理解し，活用できる．
- 分子ロボットの実装手法・応用について，講義や最新研究の調査を通じて理解を深めることができる．

キーワード

分子ロボティクス，分子コンピューティング，生体分子デザイン，非線形システム解析，シミュレーション，DNAナノテクノロジー，ナノバイオシステム

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

講義は，スライド資料等の教材を配布して行う．受講者は座学講義に加えて演習を実施するとともに，講義終盤では論文調査を行い発表する．

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	イントロダクション	分子ロボティクスの概要の理解．
第2回	生体分子構造設計の理論（1）	DNA構造設計の基礎，DNAナノ構造の設計・シミュレーション・作製手法の理解．
第3回	生体分子構造設計の理論（2）	核酸構造設計の応用と最新事例の理解．
第4回	生体分子構造設計の理論（3）	タンパク質・脂質などによる構造設計・シミュレーション・作製手法の理解．
第5回	分子構造設計演習	DNAナノ構造の設計．
第6回	分子コンピュータ（1）	分子コンピューティングの基礎とその設計・シミュレーション・作製手法の理解．
第7回	分子コンピュータ（2）	DNAコンピュータの最新事例についての理解．
第8回	分子コンピュータ設計演習	DNAコンピュータの設計．
第9回	分子センサ設計の理論	生体分子センサの設計と実装手法の理解.
第10回	分子アクチュエータ設計の理論	DNAおよびタンパク質アクチュエータの設計・シミュレーション・作製手法の理解．
第11回	システム統合と非線形解析	代表的な分子ロボット，および最新事例の理解．
第12回	ワークショップ（１）	本講義に関連する分野の論文を紹介し，議論する．
第13回	ワークショップ（２）	本講義に関連する分野の論文を紹介し，議論する．
第14回	ワークショップ（３）	本講義に関連する分野の論文を紹介し，議論する．

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

講義中に資料を配布する．

参考書、講義資料等

Ed.: Murata, S. Molecular Robotics: An Introduction, Springer (2022). doi:10.1007/978-981-19-3987-7
他，講義資料を授業時に配布する．

成績評価の方法及び基準

演習課題（レポート 60%）および論文調査（発表・質疑応答 40%）により評価する．

履修の条件・注意事項

特になし

連絡先 (メール、電話番号) ※”[at]”を”@”(半角)に変換してください。

hamada[at]comp.isct.ac.jp
045-924-5643