コロナ禍から社会を取り戻す二つの視点――小宮山 宏(三菱総合研究所理事長)【佐藤優の頂上対決】私はユンクロ派です(笑) ユニクロVS無印良品、マスクの満足度が高かったのは? 日本トレンドリサーチ調査

2020年08月25日

スパコン富岳 マスクで7~8割の“ウイルス飛沫”を抑制 / 教室は対角線上の換気が効果的  市販と手作りマスク 飛沫防止の効果同等 スパコン富岳で分析

スパコン富岳 マスクで7~8割の“ウイルス飛沫”を抑制 / 教室は対角線上の換気が効果的  市販と手作りマスク 飛沫防止の効果同等 スパコン富岳で分析
富岳 マスクで「肺」を守れる!

富岳 飛沫のsimulate

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仕切り00  飛沫比較

仕切り01  飛沫比較

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富岳 教室 換気

    スーパーコンピューター「富岳」を使い、新型コロナウイルスの飛沫がどのように広がるのかを検証したシミュレーションで、マスクをつけることで7割から8割の飛沫を抑えられることがわかりました。

これは、綿で作られた「布マスク」をつけて咳をした際の飛沫が飛び散る様子です。青色の粒子がマスクを通り抜けた飛沫で、黄色がマスクの隙間から漏れた飛沫を示しています。

「布マスク」の場合、マスクを通り抜ける粒子が多いことがわかります。一方、薬局などで売られている「不織布のマスク」は、通り抜ける粒子は少ないものの、隙間からの漏れが多くなっています。

理化学研究所などの研究チームがスーパーコンピューター「富岳」で解析した結果、綿の布マスクでは7割ほど、不織布マスクでは8割ほど飛沫の拡散を防ぐ効果があるということです。

一方、フェイスシールドは、大きな飛沫の広がりを防ぐことはできるものの、空気中を漂う細かい粒子を防ぐ効果は限定的だということです。

理化学研究所・坪倉誠チームリーダー「差はあるが、(マスクをすると)7~8割の飛沫は抑えられる。フィルターの性能が悪くなると呼吸もしやすくなるので、夏は少々性能を犠牲にしても息のしやすいマスクをつけるなど、皆さんの考えで決めていけばいい」

また、コンサートホールなどの客席で、連続して強い咳をした場合の飛沫の広がり方についても解析を行ないました。

マスクをしなかった場合、前列の人たちまで飛沫が広がっていることがわかります。しかし、マスクをした場合、小さな飛沫はまわりに漂うものの、拡散が抑えられています。

研究チームは、エアコンなどで換気を促した上で、座席を間引くなどの対策が有効だとしています。

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手作り布マスク、7~8割の飛沫をキャッチ スパコン「富岳」が計算
富岳 と 京 に比較

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 新型コロナウイルスの感染拡大防止に役立てるため、スーパーコンピューター「富岳」を使って、せきなどの飛沫経路シミュレーション(予測)をしている理化学研究所(理研)などは24日、中間報告を行った。素材の異なるマスクの性能を比較した結果、手作り布マスクでも、排出ウイルスの7~8割程度を抑え込む飛沫拡散防止効果があるとした。

 富岳は神戸・ポートアイランドに整備中で、2021年度に本格運用が始まる。同シミュレーションは、理研が富岳を優先提供するコロナ関連研究の一環。理研計算科学研究センターの坪倉誠チームリーダー(神戸大教授)らがさまざまな状況の飛散予測をしている。

 今回の中間報告は6月に続き2度目。マスクの性能比較のほか、4床の病室や学校の教室、2千人収容のホールといった屋内の効果的な換気、感染リスクの低減対策も公表した。

 不織布マスクと手作り布マスク(ポリエステル、綿)で、せきをした際の飛沫の広がりを計算して比較した。布マスクのポリエステルはシーツ、綿はTシャツの生地をそれぞれ重ねずに縫製すると想定した。

 不織布は性能が高いが、隙間からの漏れは多めという結果に。布マスクは不織布より少し劣るものの、ポリエステルで約8割、綿でも約7割の飛沫をキャッチした。マスクを着けると、飛沫の取り込みが、マスクがない場合の7割程度に抑えられることも分かった。坪倉教授は「マスクはどんな素材でも着けることが大事。自分を守る上でも非常に効果がある」とした。

 一方、屋内対策では、一定の換気がされた空間は、エアコンの併用で早く空気が入れ替わる▽教室で窓や扉を対角に開けると、エアコンの効率をあまり落とさずに換気できる-とした。

 オフィスなどの間仕切りは、床から1・4メートル程度(座った人の頭より上)の高さが最適で、高過ぎても局所的に換気の悪い場所ができ、逆効果になると指摘した。ホールは舞台と客席を2~3メートル離し、客席の間隔を空けるなど、既に行われている対策が有効という。
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「マスクに飛沫抑える効果あり」スパコン富岳が計算…不織布、通り抜ける粒子少なめ

 新型コロナウイルス感染症の流行が続くなか、理化学研究所や神戸大などのチームは24日、計算速度世界一を誇るスーパーコンピューター「富岳ふがく」を使って、飛沫ひまつを抑えるマスクの効果や、学校の教室などでの飛沫の拡散状況を予測した結果を公表した。不織布マスクやポリエステル製、綿製の布マスクはいずれも効果的なことがわかった。


 チームは3種類のマスクについて、せきを1回した時に飛沫をどの程度抑えるか調べた。その結果、不織布マスクは他の2種類に比べてマスクを通り抜ける飛沫の粒子の数が少なく、頬や鼻の隙間から漏れる粒子が多かった。一方、綿製はマスクを通り抜ける粒子の数が最も多かった。ただし、飛沫の体積をみると、不織布とポリエステルは8割ほど、綿でも7割ほどの飛沫がマスク内や顔に付着し、拡散を抑えられた。

 また、各地で新学期が始まる中、小学生40人が入る教室で換気の効果を調べたところ、エアコンを動かした状態で全ての窓を左右20センチ開け、廊下側の扉も開ければ、子どもの顔の高さ付近の空気は、100秒でほぼ入れ替わった。

 理研の坪倉誠チームリーダーは「どのマスクでも飛沫の拡散を防ぐことができる。教室では涼しくなってもエアコンと換気を併用することが望ましい」と話した。

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教室は対角線上の換気が効果的  市販と手作りマスク 飛沫防止の効果同等 スパコン富岳で分析


手作りの布マスクは、市販されている一般的な不織布マスクと同程度に飛沫(ひまつ)を抑える効果があることが、理化学研究所のスーパーコンピューター「富岳(ふがく)」によるシミュレーションで24日、分かった。

 せきをしたときの飛沫を抑える効果を比べた結果、いずれのマスクも口から出た飛沫量の2割が飛散した。手作りマスクは布を通り抜ける飛沫が多い。市販の不織布マスクは通り抜ける飛沫は少ないが、顔との隙間から漏れやすいため、全体としての飛散防止効果はほぼ同じだった。

 いずれも飛沫より細かい微粒子(エアロゾル)は全体の約半分が漏れるため、新型コロナウイルスの感染防止には室内の換気も同時に行うことが重要という。

 一方、エアコン付きの教室で効果的に換気を行う方法も分析。教卓の隣にある扉と教室後方の窓を20センチ開けると、換気設備の整ったオフィスと同等の換気効果があり、8分強で空気が入れ替わることが分かった。冷房の効果を維持でき、熱中症対策と感染予防の両立につながりそうだ。
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多目的ホール飛沫どうなる? スパコン「富岳」が完全再現

あのスーパーコンピューター「富岳」を使って、飛沫(ひまつ)感染に関する新たな動画が公開された。
理化学研究所と神戸大学がスーパーコンピューター「富岳」を使って、室内環境での飛沫感染研究に関する中間報告を発表した。
映像では、瞬間的に放出される飛沫を黄色、マスクや顔に付着した飛沫を赤、マスクをすり抜けてしまう飛沫を青で表している。
せきなどをした際、不織布のマスクで、一部上の方から飛沫が飛び出し、飛散している。
一方、フェイスシールドを着用した場合は、大きな飛沫はシールドに当たってはいるが、小さな飛散を食い止められていない。
また、パーティションがある場合とない場合を比べたオフィスの映像では、座席がパーティションで仕切られた左側の映像では、場所によって換気にむらがあり、青いグラフィックの部分が限られていることが確認できる。
さらに、多目的ホールでの飛沫の拡散の様子が明らかになった。
マスクなしの場合は、大きな飛沫が前列まで到達し、前列左右の観客のリスクが大きいという。
一方、マスクありの場合は、小さな飛沫のみ感染者の周りを漂い、エアコン風に乗ってある程度前方に運ばれているが、その範囲は限定的だった。

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スパコン「富岳」が飛沫拡散を分析 マスクとフェイスシールドの効果は

マスクをした状態でせきなどをした場合、どれほどの飛沫(ひまつ)が拡散するのか。
世界一のスーパーコンピューターで、シミュレーションを行った。
理化学研究所と神戸大学が、スーパーコンピューター「富岳」を使って、飛沫感染研究に関する中間報告を発表した。
不織布のマスクを着け、せきなどをした場合、青色がマスクをすり抜けてしまう飛沫を表している。
さらに、赤色がマスクや顔に付着した飛沫で、黄色で表されているのがマスクの隙間から放出される飛沫。
一方、フェイスシールドを着用した場合、飛沫はシールドに当たり、上への飛散はないものの全ては食い止められず、顔の左右や下などの隙間から飛散しているのがわかる。
オフィスなどの室内環境では。
高さ1.6メートルのパーティションがある場合、周囲の人への飛沫の拡散はほぼ食い止められている。
しかし、その一方で、オフィス全体の空気の浄化の経過を見ると、赤色は空気が汚染されている状態。
青色は洗浄されている状態。
パーティションで仕切られた映像では、パーティション周りの空気が浄化される一方で、周囲に換気の悪い場所ができていることがわかる。
パーティションを設置した場合、換気のむらをできるだけ少なくすることが、エアロゾル感染のリスク低減に重要だという。
さらに、多目的ホールでの飛沫の拡散の様子が明らかになった。
マスクなしの場合は、大きな飛沫が前列まで到達し、前列左右の観客のリスクが大きいという。
一方、マスクありの場合は、小さな飛沫のみ感染者の周りを漂い、エアコン風にのって、ある程度前方に運ばれているが、その範囲は限定的だった。

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2020 0706
スパコン「富岳」、わずか10日で2,000種類超の新型コロナ治療薬候補を選別

理化学研究所(理研)は、スーパーコンピュータ「富岳」を活用し、新型コロナウイルス感染症の治療薬の候補となりうる数十種類の物質を発見したと発表した。7月3日、オンラインで開催した「新型コロナウイルスの治療薬候補同定」の中間報告のなかで、理化学研究所 科技ハブ産連本部医科学イノベーションハブ推進プログム副プログラムディレクターであり、京都大学大学院医学研究科教授の奥野恭史氏が明らかにした。

 奥野教授は、「1つの標的タンパク質に対するすべての薬剤での評価が終了し、興味深い結果が出た。残り3つの標的タンパク質においても同様の評価をしたい」とする一方、「数千規模の化合物とタンパク質の作用(結合)過程を、分子動力学計算レベルで計算した事例は世界でもはじめてであり、学術的にインパクトがある」と発言。

 さらに、「今回の結合シミュレーションには約10日間を要したが、ソフトウェアのチューニングが富岳用にできていないかたちで実施したものである。チューニングができれば、将来的には2日程度で計算が完了すると考えている。1週間あれば、1万以上の薬剤が評価できるようになり、創薬の世界を大きく変えることができる」と述べた。

新型コロナウイルス対策で優先的に富岳を利用

理化学研究所 計算科学研究センターの松岡聡センター長
 富岳は、2020年5月13日に搬入が完了し、2021年度からの共有運用に向けた準備が進んでいるが、2020年4月から、文部科学省との連携により、新型コロナウイルスの対策に貢献する研究開発に対し、富岳の整備に支障がない範囲で、約6分の1のリソースを優先的に供出。今回発表したのは、そのなかで進められている実施課題の1つである「『富岳』による新型コロナウイルスの治療薬候補同定」の成果となる。

 この取り組みでは、富岳を用いた分子シミュレーション(分子動力学計算)により、2,128種類の既存医薬品のなかから、新型コロナウイルスの標的タンパク質と高い親和性を示す治療薬候補を探索し、同定するものだ。

 対象となった2,128種類は、臨床試験の対象となっている既存の抗ウイルス薬に限定せず、抗がん剤や糖尿病薬なども対象にシミュレーションを実施したという。

 また、評価の対象としたのは、新型コロナウイルスの標的タンパク質の1つである「メインプロテアーゼ」。新型コロナウイルスが、接触し、侵入し、増殖するという過程がのうち、増殖する上で働く酵素タンパク質である。アビガンやレムデシビルの標的タンパク質とは異なるものだという。

 理研では、今後、メインプロテアーゼ以外の標的タンパク質でも、同様に薬剤の作用過程を計算するという。8月中には、これらの計算も完了したい考えだ。

数日で数千種類の薬を評価
 理化学研究所 計算科学研究センターの松岡聡センター長は、「世界一となった富岳が、早くもさまざまなかたちで研究成果をあげており、喜ばしいことである。新型コロナウイルスの感染者が増加するなかで、感染拡大の予防策の1つとして、創薬に役立つという点で有効な成果が出た。

 いままでの常識では、創薬は約10年の時間がかかり、コンピュータの役割は候補薬をフィルタリングすることに、1~2年をかけて貢献していた。だが、新型コロナウイルスは即応性が必要であり、それに対して成果をあげることができた。創薬研究の方法論としては画期的なものである」とコメントした。

 奥野教授は、「これまでスーパーコンビュータでは、分子を動かす計算はできない。また、京では、薬剤が結合したところから計算し、生体に近いかたちで、シミュレーションができ、正確な結合の強さを見積もることは可能な点は画期的であったが、その前段階となるタンパク質がどのように結合するかを計算することは難しかった。

 創薬にとって重要なのは、タンパク質に結合(作用)するかどうかがわからないため、結合する薬剤を探すことが難しい点である。薬剤が離れている状態から、活性ポケットにはまり込むことを評価しなければ、どの薬剤が結合するかを探すことができない。京では、離れたところからの計算を行なった場合には、十数個ぐらいの計算はできるが、数千種類の化合物は対象にできなかった。京で約2,000種類の評価をするには、1年以上かかっていただろう。


富岳により2,128種類の薬剤をシミュレーションした
 薬剤開発では、たくさんの化合物の候補のなかから結合するものを探さなくてはならないというハードルがある。富岳によって、高精度で多くの化合物の結合が評価できるようになり、実験する手間が劇的に削減できる。今回は、6分の1となる72台のリソースを活用。これを一気に使ったわけでなく、時間配分に基づいて使用した。この成果によって、創薬の現場でも、富岳がより汎用的に使われることができることを示した」とした。

 今回の分子動力学計算によるシミュレーションでは、アプリケーションには、「GROMACS」を使用。シミュレーション上では、薬剤の濃度を通常の数百倍に高めることで、薬剤とタンパク質の衝突頻度をあげ、短い時間で結合過程を捉えることができたという。

 「薬剤の結合時間を十分に観測するには、最低1msは計算をしたい。だが、富岳でも1msの計算を千種類以上で計算するのは現実的ではない。そこで、薬剤の濃度を高めてシミュレーションを行なうというように、アプリケーション側で工夫した。薬剤がタンバク質の活性ポケットにはまり込み、安定して結合することを短期間に評価できた」という。

 奥野教授によると、富岳向けにチューニングした分子動力学計算アプリとして、GENESISを用意しているが、このアプリでは、高濃度計算機能が現在開発中であり、そこで今回は、富岳での利用を考えていなかったGROMACSを使い、高濃度計算をしたという。

 「GROMACSは、富岳用にはチューニングをしていない。だが、GENESISをチューニングした実績をもとにすれば、GROMACSもチューニングによって、5~10倍速くなることを見積もっている。今回は約2,000種類の評価に10日間かかったが、これが2日間で終わるようになる」とした。

 GROMACSは京でも利用されていた経緯があるアプリケーションであり、今後、富岳向けのチューニングを進める一方で、富岳と接続するクラウドサービスとの連携によって、GROMACSを活用できるようにする考えを示した。


メインプロテアーゼとニクロサミドの結合シミュケーション。黄部分が活性ポケット。赤いものが薬剤
 2,128種類の既存医薬品を、タンバク質の活性ポケットに結合する強さと、タンパク質全体に結合する強さをスコア化したところ、数10種類の薬剤を選択できたという。

 「大半の薬剤は結合しないが、評価できたなかで、上位30種類程度の薬剤が重要であると考えている。タンパク質の活性ポケットに結合する強さでトップ100位以内のものと、タンパク質全体への結合の強さでトップ100位以内としたもののうち、世界で新型コロナウイルス向けとして臨床研究や治験が行なわれている薬剤は、ニクロサミド、ニタゾキサニドなど、12種類である。

 スコアの上位にあるものが、海外では、臨床試験や治験が行なわれており、薬剤スクリーニングの結果とそれがリンクしていることが見えてきた。富岳の計算結果が正しいことを示すものである。

 ニクロサミドは、一度はまり込むと薬剤がなかなか外れないこともわかった。筋のいい薬剤である。これは世界的に解析されていないものであったが、それを示すことができた」などとしている。

 なお、ニクロサミドは、寄生虫(サナダ虫)を駆除する薬剤であり、妊婦でも服用可能で、安価なのが特徴。だが、国内承認はとられていない。また、ニタゾキサニドはC型肝炎ウイルスの治療薬としても検討された経緯があり、MERS(中東呼吸器症候群)の際にも候補になった薬剤だという。

 「ニクロサミド、ニタゾキサニドは、論文を読むかぎり、いずれもマイルドな薬効と見られており、新型コロナウイルスが過剰に増殖する前での服用や、濃厚接触により2週間の経過観測の際に予防的に服用するといった用途が検討されそうだ。

 また、レムデシビルなどの抗ウイルス薬との併用で薬効を強めることができる可能性もある。さらに、今後実施するメインプロテアーゼ以外のタンパク質にも作用する薬剤を探索するが、その結果とともに、ニクロサミド、ニタゾキサニドと組み合わせた投与も行なっていくことも検討できるだろう」とした。

 なお、奥野教授は、「これらは富岳の計算によって同定されたものであり、日本国内での臨床研究や治験は行なわれていない。この薬剤が、新型コロナウイルスに効果があることを示したものではない。また、勝手に個人輸入すると違法になる」とも述べている。

日本の製薬会社が開発した薬が活性ポケットと強く結合

縦軸がポケットへの結合スコア、横軸が全体への結合スコア。オレンジの線が上位100で区切っている
 その一方で、上位にスコアされた薬剤についても説明した。

 活性ポケットの結合の強さでは、ニクロサミドが2番目のスコアであり、それを上回る1位のスコアを出した薬剤の名称は、「名前だけが一人歩きすると、社会的な影響も大きい」として公表しなかったが、「日本の製薬会社がオリジナルで開発し、特許を持っているものである。海外では、臨床研究や論文などが報告されていない。この医薬会社と話しあいを行ない、製品化に向かって進んでいきたい」などとした。

 また、活性ポケットへの結合では3位のスコアだが、全体での結合では2位となり、マッピング上では、一番右上に位置づけられる薬剤については、「比較的古い薬剤であり、特許が切れているものである」と明かした。

 さらに、すでに海外治験が行なわれている薬剤のなかで、ニクロサミド、ニタゾキサニドについで、3位のスコアをつけた薬剤は、「日本でも市販されており、手軽に手に入る薬剤である」としている。

 理研では、今回の結果をもとに、今後は、これらの薬剤のライセンスを持っている企業に情報を開示して、新型コロナウイルスへの適用を提案するという。

 奥野教授は、「国内では治療薬の治験が行なわれていない。日本のメーカーにもがんばってもらいたい。医学研究者とともに、臨床研究、治験も進めたい。理研では細胞実験の検証も行ない、学術的な観点から順次公表していきたい」とした。

 一方で、今回のシミュレーションでは、タンパク全体に対して、結合する薬剤があることを見出したほか、一定の場所に滞在する薬剤も確認しており、「狙った活性ポケットとは別の場所に結合する薬剤については、副作用の可能性もある。今後の研究を通じて、副作用の予測にも応用できるのではないかと考えている」とした。
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世界一「富岳」の成果(富士通と理研)

動画での結論(3つ)
マスクの効果(マスクはつけよう! 自他ともに守る!)
パーテーションの効果(しきりのない場所で、食事(マスクを外す)は避けよう! 頭まで隠れること!)
換気の効果(換気は「対角線」! 、パーテーションや換気のない環境(大学・会社等)には行くな!)

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マスコミが伝えていない重大な成果がある。

マスクは、人に飛沫を飛ばさないためにつける効果は「7・8割」削減できる。
飛沫が飛んで来たときのマスクの効果として、通過するが、喉の奥まで、飛沫が届かないのは「不織布のマスク」を正くつけた場合である。(つまり、喉の奥まで、ウイルスの侵入は、抑えられるわけだ。 肺炎のリスクは下げられる結果も得られた。この差は、重症化のリスクを下げれるわけだ。マウスシールドでは、より効果が得られそうである。(元論文で確認!))
つまり、マスクを正くつけることは、「重症化のリスク」低減にもつながるわけですね!
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富岳 マスク 非マスク 飛沫aa

 
富岳 マスク 非マスク 飛沫
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https://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/1272611.html
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アプリで第二波の兆候を察知。全都道府県の「K値」をリアルタイムに表示する機能をNewsDigestアプリで提供開始 / 「下水?」も第二波の兆候を察知??

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感染対策 最強化 ssss

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京都大学 富岳で新型コロナの薬候補を選出 京大と理研、2千種類から

富岳で新型コロナの薬候補を選出 京大と理研、2千種類から
http://okayama00glocal.blog.jp/archives/82436637.html


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スパコン「富岳」世界ランク1位に ( 理化学研究所と富士通により共同で開発 )
http://kyoto00glo.blog.jp/archives/41052324.html



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新型コロナ 飛まつの広がり スーパーコンピューター「富岳」が予測(電車は、(進行方向に対して)後方の方が換気?促進?)カラオケ店 歌う人は、排気口の下で歌う? 新型コロナ UPDATE(アップデイト)
http://kyoto00glo.blog.jp/archives/40903094.html
 






仕切り板、顔より低いと効果小 スパコンで防止策を解析 ( 仕切り 140cm以上 理想は150cmか?) 新型コロナ UPDATE(アップデイト)新型コロナ
http://kyoto00glo.blog.jp/archives/40903128.html

http://okayama00glocal.blog.jp/archives/82218632.html




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布マスクでも拡散防止効果、スパコン「富岳」で計算 ( 不織布マスクには少し劣るものの、布マスクも7~8割の飛沫をキャッチできることが判明。)


スパコン富岳 マスクで7~8割の“ウイルス飛沫”を抑制 / 教室は対角線上の換気が効果的  市販と手作りマスク 飛沫防止の効果同等 スパコン富岳で分析

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