計量化学

計量化学の概要

計量化学（けいりょうかがく、chemometrics）は、化学の分野におけるさまざまな問題を解決するために、統計学、機械学習、データマイニング、パターン認識などの数理的手法を活用する学問の一つです。この分野は、特に実験から得られた膨大なデータを分析することに重点を置き、データの次元圧縮、視覚化、回帰分析、判別分析、分類といった手法を駆使して、データをより理解しやすい形に加工します。

歴史と発展

計量化学の研究は古くから実施されていたとされていますが、分野として確立されたのは1960年代後半から1970年代前半にかけてのことです。この時期、アメリカのコワルスキ（B. R. Kowalski）やスウェーデンのウォルド（S. Wold）などによる研究が進展し、主に分析化学の分野への応用が見られました。「ケモメトリックス」という言葉はウォルドによって初めて使用されたとのことです。また、日本においてもほぼ同時期に宗森信氏（当時大阪府立大学）が「計量化学」という名称を用いて、分野の導入と発展に寄与しました。

現在の応用

最近では、計量化学はバイオインフォマティクス、ケモインフォマティクス、医薬品の分子設計などさまざまな領域と連携しています。これによりその応用範囲は拡大し続けており、業界全体で注目される存在となっています。主に利用される手法には、SIMCA（Soft Independent Modelling of Class Analogies）、重回帰分析、KNN（k-nearest neighbor algorithm）といったものがありますが、部分的最小二乗回帰（PLS回帰）やクラスター分析、さらにはニューラルネットワークなども重要な手法として位置づけられています。

計量化学の研究から生まれた手法や、主にこの分野で使われる手法には、近赤外分光法に基づいた定量分析法として知られるPLSが含まれます。これらの手法は、実験データの解析や理解において非常に重要な役割を果たしています。

今後の展望

計量化学は今後もさらなる発展が期待されている分野です。多様な手法や応用が進む中で、新しい技術や解析手法の研究が進行中であり、将来的にはより複雑なデータを効果的に解析できる技術が生まれる可能性があります。また、関連する分野との協力や統合により、従来の化学分野を超えた新たな価値を生み出すことが期待されています。

参考文献

• - 相島鐵郎 『ケモメトリックス-新しい分析化学-』 丸善、1992年。
• - 佐々木慎一・宮下芳勝 「コンピュータ・ケミストリー シリーズ」3、『ケモメトリックス-化学パターン認識と多変量解析』 共立出版、1995年。
• - 尾崎幸洋・赤井俊雄・宇田明史 『化学者のための多変量解析―ケモメトリックス入門』 講談社サイエンティフィック、2002年。

関連する項目

• - ケモインフォマティクス
• - 数理科学
• - 統計学
• - データマイニング

外部リンク

• - 日本化学会情報化学部会
• - 日本コンピュータ化学会

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