PFCC special lecture on materials informatics_nanotech2023Matlantis
At nano tech 2023, PFCC’s Rabi Shibata gave a special lecture on materials informatics.
[Lecture summary]
The growing interest in materials informatics (MI) has recently pushed Japanese companies into launching various MI projects, some of which have made successful achievements. At the same time, however, the resulting influx of MI-related information has caused confusion among those who are willing to get into MI.
In this lecture, PFCC’s Rabi Shibata gave an overview of the current MI landscape and where PFCC’s universal atomistic simulator Matlantis plays it’s role in the industry. He also introduced his own case study to illustrate what motivates materials scientists to take up MI.
https://matlantis.com/
【DLゼミ】XFeat: Accelerated Features for Lightweight Image Matchingharmonylab
公開URL:https://arxiv.org/pdf/2404.19174
出典:Guilherme Potje, Felipe Cadar, Andre Araujo, Renato Martins, Erickson R. ascimento: XFeat: Accelerated Features for Lightweight Image Matching, Proceedings of the 2024 IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR) (2023)
概要:リソース効率に優れた特徴点マッチングのための軽量なアーキテクチャ「XFeat(Accelerated Features)」を提案します。手法は、局所的な特徴点の検出、抽出、マッチングのための畳み込みニューラルネットワークの基本的な設計を再検討します。特に、リソースが限られたデバイス向けに迅速かつ堅牢なアルゴリズムが必要とされるため、解像度を可能な限り高く保ちながら、ネットワークのチャネル数を制限します。さらに、スパース下でのマッチングを選択できる設計となっており、ナビゲーションやARなどのアプリケーションに適しています。XFeatは、高速かつ同等以上の精度を実現し、一般的なラップトップのCPU上でリアルタイムで動作します。
セル生産方式におけるロボットの活用には様々な問題があるが,その一つとして 3 体以上の物体の組み立てが挙げられる.一般に,複数物体を同時に組み立てる際は,対象の部品をそれぞれロボットアームまたは治具でそれぞれ独立に保持することで組み立てを遂行すると考えられる.ただし,この方法ではロボットアームや治具を部品数と同じ数だけ必要とし,部品数が多いほどコスト面や設置スペースの関係で無駄が多くなる.この課題に対して音𣷓らは組み立て対象物に働く接触力等の解析により,治具等で固定されていない対象物が組み立て作業中に運動しにくい状態となる条件を求めた.すなわち,環境中の非把持対象物のロバスト性を考慮して,組み立て作業条件を検討している.本研究ではこの方策に基づいて,複数物体の組み立て作業を単腕マニピュレータで実行することを目的とする.このとき,対象物のロバスト性を考慮することで,仮組状態の複数物体を同時に扱う手法を提案する.作業対象としてパイプジョイントの組み立てを挙げ,簡易な道具を用いることで単腕マニピュレータで複数物体を同時に把持できることを示す.さらに,作業成功率の向上のために RGB-D カメラを用いた物体の位置検出に基づくロボット制御及び動作計画を実装する.
This paper discusses assembly operations using a single manipulator and a parallel gripper to simultaneously
grasp multiple objects and hold the group of temporarily assembled objects. Multiple robots and jigs generally operate
assembly tasks by constraining the target objects mechanically or geometrically to prevent them from moving. It is
necessary to analyze the physical interaction between the objects for such constraints to achieve the tasks with a single
gripper. In this paper, we focus on assembling pipe joints as an example and discuss constraining the motion of the
objects. Our demonstration shows that a simple tool can facilitate holding multiple objects with a single gripper.
24. 実測の再現から活性起源の解明へ:遷移状態解析
24
TS* I TS 2N
1883 cm-1
1846 cm-1
ΔG (350 °C) in eV
1844 cm-1
2N
N2 TS* I TS 2N
a f
g h
N2
N2
2161 cm-1
2066 cm-1
N2
c
TS
TS* I TS 2N
N2
N2 TS* I TS 2N
i
N2 TS* I TS 2N
1711 cm-1
1.94 0.90
0.98
1.09
0.64
0.65
https://arxiv.org/abs/2208.13385
25. 実測の再現から活性起源の解明へ:高活性構造の特定
25
≈ 2160 cm-1
i
iii
iv
v
ii
≈ 2090 cm-1
i
ii
iii
iv
v
≈ 2060 cm-1
i
ii
iii
iv
v
≈ 1965 cm-1
i
ii
iii
iv
v
≈ 1917 cm-1
i
ii
iii
iv
v
≈ 1883 cm-1
ii
iii
iv
v
≈ 1844 cm-1
ii
iii
iv
v
≈ 1771 cm-1
ii
iii
iv
v
i i i
低活性化障壁
の局所構造
⇒高活性の起源
https://arxiv.org/abs/2208.13385
26. 実測の再現から活性起源の解明へ:高活性構造の特定
26
States A C G H F I
ΔG(350 °C) (eV) 1.94 0.90 1.09 0.98 0.65 0.64
ഥ
𝑁𝑁2
(𝑇red
= 500 °C) 12.14 0.06 2.78 2.15
ഥ
𝑁𝑁2
𝑇red
= 650 °C 12.26 0.50 1.69 2.56
TS* I TS 2N
1883 cm-1
1846 cm-1
ΔG (350 °C) in eV
1844 cm-1
N2 TS* I TS 2N
a f
g h
N2
N2
2161 cm-1
2066 cm-1
N2
c
TS* I TS 2N
N2
N2 TS* I TS 2N
i
N2 TS* I TS 2N
1711 cm-1
2N
TS
https://arxiv.org/abs/2208.13385
27. サイバー触媒科学:実測の活性起源は?
27
States A C G H F I
ΔG(350 °C) (eV) 1.94 0.90 1.09 0.98 0.65 0.64
ഥ
𝑁𝑁2
(𝑇red
= 500 °C) 12.14 0.06 2.78 2.15
ഥ
𝑁𝑁2
𝑇red
= 650 °C 12.26 0.50 1.69 2.56
https://arxiv.org/abs/2208.13385
44. 理論触媒科学4.0~サイバー触媒科学
44
金属元素:60強(合金や酸化物・複合アニオンなどに活用可能)
H
Li Be
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
B C N O F Ne
He
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba Ln Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra An Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn
Na Mg Al Si P S Cl Ar
La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Nh Fl Mc Lv Ts Og
元素の組み合わせ(60元素の場合)
2元素:~2×103通り
3元素:~4×104通り
5元素:~8×106通り
10元素:~3×1011通り
×(元素の組成)×(合成条件)×(反応条件)=∞
合金の多元素化による膨大な探索空間
45. ナノ粒子化による熱力学の変化
45
https://www.jst.go.jp/pr/announce/20111024-3/index.html
Nature Materials volume 11, pages 49–52 (2012)
https://sites.google.com/site/catcalcphase/metal/au/au-pd
Bulk Phase Diagram(Au, Pd)
Crown Jewel Catalyst Data from: “Binary Alloy Phase Diagrams”, 2nd Ed., eds. T. B. Massalski, H. Okamoto, P.
R. Subramanian and L. Kacprzak, in 3 volumes, ASM International, Ohio, USA, 1990
Solid Solution @ High T
Segregation at Low T
Bulk Phase Diagram(Pd,Pt)
Pd/Pt
H2
Treatment
Solid Solution
Kobayashi et al., J. Am. Chem. Soc, 132, 5576 (2010).
Pd
Au
46. ナノ粒子の熱力学
46
−
+
=
−
= −
−
6
3
1 1
2
1
N
t
i
v
vib
T
i
v
T
i
v
e
e
T
RT
E
T: Temperature
R: Gas constant
: Vibrational Temperature
k: Boltzmann’s constant
w: Frequency
h: Planck’s constant
c: Velocity of Light
N: Freedom
W: Number of possible configurations
kT
c
h
T
i
i
v w
=
−
=
−
−
−
−
−
−
=
6
3
1
1
ln
1
N
t
i
v
vib
T
i
v
T
i
v
T
i
v
e
e
e
T
R
S
W
k
Sconfig ln
=
Vibrational Enthalpy
Vibrational Entropy
Configurational Entropy
From First-principles Calculations
Excess Energy
𝜀𝑒𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 =
1
𝑁
𝜀𝑀𝑀′ − 𝑥𝜀𝑀 − 1 − 𝑥 𝜀𝑀′ 𝜀𝑀:Derived from
First-principles Calculation
𝑥:Composition
arXiv:2007.06137
51. 多元素ナノ合金:吸着特性の網羅的計算
51
吸着サイト⇒649 サイト C O
Pt Ru Ir
CO
ontop bridge
3-fold 4-fold
40:40:121 40:121:40 41:80:80 67:67:67
80:41:80 80:80:41 121:40:40
組成 Pt:Ru:Ir
C-O distance / Å
E
ads
/
eV
C-O distance / Å
E
ads
/
eV
E
ads
/
eV
C-O distance / Å C-O distance / Å C-O distance / Å
Bridge
3-fold
fcc
3-fold
hcp
Ontop
PtRuIr
PtRuIr PtRuIr PtRuIr
Monometal
Ontop
ca. 5000 calc.
SCCJ2022秋 2O09
60. Team Members
KOYAMA, Michihisa, Professor
HISAMA, Kaoru, Assistant Professor
NGUYEN, Quang, Research Assistant Professor
TABOROSI, Attila, Research Assistant Professor
NANBA, Yusuke, Postdoctoral Fellow
VALADEZ HUERTA, Gerardo, Postdoctoral Fellow
TAMURA, Ayako, Research Fellow
ISHIZAWA, Masashi, Research Assistant
MORIYAMA, Masahiro, Research Assistant
KITAMURA, Nagahisa, Research Assistant
TAKAHASHI, Kayo, Research Assistant
NAKAJIMA, Kaoru, Secretarial Staff
Group Members
60