総研大の夏体験入学を知ったきっかけは、総研大の先生の出張講演でした。実は、その前仙台高専の校長先生による講演で、「核融合とは何なのか」、「研究の現状と今後の展望」について少しわかるようになりました。今回の体験でさらに理解を深めるようになりました。開催期間は8月25日から29日の5日間と短期間でしたが、とても貴重な経験でした。

初日の25日には、事前に応募した課題に関する概要説明を受けました。説明を聞いた後、内容が興味深く、課題に早速挑戦してみたいと思いました。説明の後、研究に使用されるスーパーコンピュータ「雷神」、LHD実験施設、Meta QuestによるVRを見学しました。特にLHDを実際に見学し、研究者の先生方から直接解説を受けることで、大きな刺激を受けました。夜には懇親会が開催され、参加者同士や先生方々との交流を通じて人脈を広げることができました。

26日に応募した課題を取り組む前に、榊原コース長による講演を聞き、核融合研究の現状と将来展望について学びました。その後、「物理情報付きニューラルネットワーク（PINN）による微分方程式の数値解法」の実習を取り組みました。最初の実習では1次元Poisson方程式をMLPにより解き、PINN概念を理解しました。さらに、モデルを連立微分方程式に拡張してみました。夜にはキャリアビルディングのセッションに参加し、総研大進学や研究者としてのキャリア形成について具体的な情報を得ました。

27日から28日にかけては、PINNを境界層問題へ適用する実習や、Poisson方程式をDeepONetで解く課題に取り組みました。最終発表に向けては、核融合関連の課題として、閉じ込めプラズマにおける抵抗性ドリフト波不安定性を記述する線形化長谷川・若谷方程式にPINNを適用しました。最初はランダムな初期条件を与えましたが、学習があまりできませんでした。その後、担当の先生からご提示いただいた解析解を用いて学習させることで、モデルが方程式を解けるようになりました。現状では二つの境界条件が必要でしたが、今後は初期条件のみで解析できるように工夫する必要があると思います。

29日の最終日に、最終発表会がありました。この発表会を通して、他の参加者が取り組んだ内容を知るようになりました。どの発表も非常に興味深く、特に自分が十分に理解できなかった内容については、今後関連文献を調査していきたいです。

本体験入学を通じ、既存の知識である機械学習に加え、核融合研究に関連がある物理の知識を学ぶことができました。課題が難しかったと思いましたが、先生方の指導が丁寧でわかりやすかったため、無事に課題を取り組めました。核融合について興味を持っている学生の皆さんはこの体験入学をぜひ参加してみてください。最後に、指導いただいた担当の先生方をはじめ、多くの先生方と事務局の皆様に深く感謝申し上げます。ありがとうございました。