ポートフォリオ
私のポートフォリオへようこそ。25年以上の航空宇宙工学とソフトウェア開発の経験が融合し、多様なプロジェクトをご紹介します。数学、物理学、工学の強固な基盤を持ち、複数の分野で革新的なソリューションを生み出すことに専念してきました。
数値シミュレーションを専門とし、FortranやC++を使用して複雑な物理的問題を効率的な計算モデルに変換することに優れています。これらの高性能言語は、私の関心領域における主要な計算を支え、重要な計算での精度と効率を保証します。これを補完するために、Pythonの豊富なライブラリを活用してデータ分析と可視化を行い、複雑なデータセットに明確さと洞察をもたらしています。
シミュレーション以外にも、ウェブデザインやコンピュータグラフィックスの専門知識を持ち、汎用性と継続的な学習へのコミットメントを反映しています。この多面的なスキルセットにより、問題に対して包括的なアプローチが可能となり、技術的に堅牢でユーザーフレンドリーなソリューションを作り出しています。
私のポートフォリオをご覧になり、伝統的な高性能プログラミングと最新の開発技術をどのように融合し、航空宇宙アプリケーションからインタラクティブなウェブプラットフォームまで、革新的なソリューションを提供しているかをご確認ください。
| プロジェクト | 説明 | ||
|---|---|---|---|
| 個人ウェブサイト | カスタムJavaScriptライブラリ、動的なコンテンツ生成、高いコーディング基準を備えた、独自に構築されたレスポンシブウェブサイト | 詳細 | リンク |
| MA Libs | 長年にわたり開発された、さまざまなプロジェクトで機能性と相互運用性を向上させるための汎用的なC++とFortranのライブラリセットです | 詳細 | リンク |
| Hexoツールキット | 高速でシンプルかつ強力なブログフレームワークであるHexoの体験を向上させるためのユーティリティとスクリプトのコレクションです | 詳細 | リンク |
| 量子スピンシミュレーション | 単一および二重スピンシステム、エンタングルメント、EPR実験を含む、量子スピンダイナミクスをシミュレートするPythonベースのインタラクティブなプロジェクト | 詳細 | リンク |
| シュレディンガー方程式シミュレーション | 1Dおよび2Dでのシュレディンガー方程式の数値シミュレーション、波動関数の発展と二重スリット実験を含む | 詳細 | リンク |
| 軌道シミュレーション | 太陽を中心とした惑星の軌道力学をシミュレート | 詳細 | リンク |
| MNIST分類 | MNISTデータセットを使用してニューラルネットワークを訓練し、画像分類をテスト | 詳細 | リンク |
| OpenGL カーブエクスプローラー | 3Dカーブを探索するためのOpenGLアプリケーション | 詳細 | リンク |
| ニューラルネットワークを使用した経路探索 | ニューラルネットワークと遺伝的アルゴリズムを使用して最短経路を見つけるOpenGLアプリケーション | 詳細 | リンク |
| 逆振り子 | 単振り子とカート上の逆振り子のための線形化とニューラルネットワークを用いた制御フィードバック | 詳細 | リンク |
| GPTプレイグラウンド | 事前学習型生成トランスフォーマー (GPT) 実装 | 詳細 | リンク |
| HTML5 サンドボックス | レスポンシブな HTML5 アプリのコレクション | 詳細 | リンク |
この個人ウェブサイト
このウェブサイトはゼロから構築し、Bootstrapを活用してデスクトップとモバイルの両方で最適なユーザーエクスペリエンスを提供するレスポンシブデザインを実現しました。サイトの機能性を高め、一貫した美観を維持するために、シンタックスハイライト、パンくずリスト、タグクラウドなどのカスタムJavaScriptライブラリを自作し、サイト全体のデザインとシームレスに統合しています。
ビジュアルコンテンツには、PythonやMATLABのコードから直接画像を生成するスクリプトを作成し、データやシミュレーションを動的かつ正確に表現しています。ブログセクションはHexoを使用していますが、テーマは自分でデザインし、サイト全体と完全に調和するようにしました。
高いコーディング標準を維持するために、コードの最適化、リント、デプロイのための複数のスクリプトを実装しました。これらのツールはパフォーマンスを最適化するだけでなく、開発プロセスを効率化します。一部の注目すべきウェブツールはこちらでご覧いただけます。（申し訳ありませんが、このセクションは英語のみでの提供となります）
MA-libs
長年にわたり開発された、さまざまなプロジェクトで機能性と相互運用性を向上させるための汎用的なC++とFortranのライブラリセットです。
言語の相互運用性:
- C++とFortranのバインディング: C++とFortranのコードをシームレスに統合し、一方の言語から他方の関数を呼び出すことが可能です。
- C++ Pythonバインディング: PythonからC++の関数を呼び出すことを可能にし、高いパフォーマンスと使いやすさを両立します。
データ管理:
- HDF5による信頼性の高いシリアライズ: データの堅牢なシリアライズとデシリアライズのためにHDF5ユーティリティを使用し、データの整合性と効率的なI/O操作を保証します。
数値計算:
- BLAS/LAPACKバインディング: 高性能な線形代数演算のために、さまざまなデータ型をサポートするテンプレートベースのバインディングです。
- ニューラルネットワークリブラリ: BLAS/LAPACKバックエンドとHDF5サポートを備えたC++のニューラルネットワークリブラリで、重みの保存と再利用が可能です。
可視化:
- OpenGLエンジン: 2Dおよび3Dで数値結果を視覚化し、データの解釈と提示を支援します。
これらのライブラリはGitHubで入手できます：こちら。
Hexoツールキット
高速でシンプルかつ強力なブログフレームワークであるHexoの体験を向上させるためのユーティリティとスクリプトのコレクションです。
- ユーティリティスクリプト: 便利なスクリプトでHexoのワークフローを強化します。
- カスタムテーマ: カスタムジェネレーターを登録して、’json-ld’やカレンダーjsonを自動的に作成し、RSSやAtomフィードをエクスポートするためにテーマを拡張します。
- プラグイン: 厳選されたプラグインでHexoの機能を拡張します。
ツールキットはGitHubでこちらから入手できます。
量子力学のエンタングルドスピンシミュレーション
量子スピンのダイナミクスをシミュレートするために設計されたPythonベースのインタラクティブなプロジェクトで、計算手法を通じて量子力学の基本原理を探求するための魅力的なプラットフォームを提供します：
- 単一スピンのシミュレーション: 様々な測定方向下での単一量子スピンの挙動をシミュレートし、量子の重ね合わせと測定の収縮についての洞察を提供します。
- 二つのスピンのシミュレーション: 二つのスピンへのシミュレーションを拡張し、積状態やエンタングルメント状態を含み、エンタングルメントやスピン相関といった複雑な現象を探求します。
- EPR実験のシミュレーション: エンタングルドスピン状態を使用して、EPRパラドックスの原理とベルの定理の違反を示し、量子力学が予測する非古典的な相関を強調します。
- 可視化と分析: スピン状態のリアルタイム可視化と包括的な統計解析を行い、量子挙動の理解を支援します。
このプロジェクトはGitHubでこちらから入手できます。
シュレディンガー方程式シミュレーション
1Dおよび2Dでのシュレディンガー方程式の数値シミュレーション、さまざまなポテンシャルタイプにおける波動関数の挙動をモデル化。
１次元:
- ポテンシャルタイプ: 自由空間、調和振動子、無限高の障壁、有限の右障壁。
- 波動関数の初期化: 波動パケット、調和振動子や無限井戸の固有関数。
- 可視化: 確率密度、実部・虚部、絶対値と位相（カラーフェーズ）。
- 時間発展方法: クランク＝ニコルソン法（2次）およびルンゲ＝クッタ法（8次）。
- 単位: 電子スケールまたは正規化単位。
２次元:
- ポテンシャルタイプ: 自由空間、箱の中の粒子、バリア付き粒子、複数のスリット。
- 波動関数の初期化: 波動パケット。
- 可視化: 確率密度、絶対値と位相（カラーフェーズ）。
- 時間発展方法: クランク＝ニコルソン法（2次）。
二重スリット実験のシミュレーション:
- 二重スリット設定: 電子波動パケットを使用した有名な二重スリット実験の数値シミュレーション。シュレディンガー方程式が、波動パケットが二つのスリットを通過する様子をモデル化し、スリットの後ろに配置されたスクリーンに到達する波動パケットの一部を計算します。
- シミュレーション結果: スクリーン上での波動パケットの確率分布と、複数の電子による干渉パターンの生成をシミュレートします。
- 可視化: 電子の衝突と干渉パターンをリアルタイムで可視化します。
1Dおよび2Dシミュレーションの例や視覚化が利用可能です。このプロジェクトは、量子波の挙動を探求するための包括的なツールを提供し、特に二重スリット実験のシミュレーションを含みます。
このプロジェクトはGitHubでこちらから入手できます。
軌道シミュレーション
Pythonベースのプロジェクトで、太陽を中心とした惑星の軌道力学をシミュレートします。計算手法を通じて天体力学の基本原理を探求できるインタラクティブなプラットフォームを提供します。学生、教育者、研究者にとって、このリポジトリはさまざまな条件下で惑星軌道の挙動をシミュレートし、分析するための貴重なツールを提供します。
- 正確な惑星モデル: 実際のデータと物理に基づいたモデルを使用して、惑星の軌道をシミュレートします。
- カスタマイズ可能なパラメーター: 初期条件や物理パラメーターを変更して、さまざまな軌道シナリオを探求します。
- 視覚化ツール: 惑星軌道とその時間的動態の視覚的な表現を生成します。
このプロジェクトはGitHubでこちらから入手できます。
MNIST分類
このプロジェクトは、MNISTデータセットを使用した画像分類に特化したカスタムニューラルネットワークライブラリを利用しています。トレーニングとテストの両方を管理するために、2つのプログラムを開発しました。1つは効率的な最適化のために確率的勾配降下法（SGD）を採用し、もう1つは遺伝的アルゴリズムを使用してネットワークの構成を探索し、微調整します。
このプロジェクトはGitHubでこちらから入手できます。
OpenGL カーブエクスプローラー
私は3Dカーブを視覚化および探索するためのOpenGLアプリケーションを開発しました。このツールは、ユーザーがさまざまな種類のカーブを3D環境で生成、変更、視覚化できるようにし、リアルタイムレンダリングのためにOpenGLを活用しています。このプロジェクトは、パラメトリックや陰関数などのカーブの表現をインタラクティブに探索できる機能を提供し、教育および研究目的のための動的なプラットフォームに焦点を当てています。また、カーブを生成するための数学的関数を統合し、レンダリングオプションとカメラコントロールのカスタマイズ可能な設定を提供します。
このプロジェクトはGitHubでこちらから利用可能です。
ニューラルネットワークを使用した経路探索
私はニューラルネットワークと遺伝的アルゴリズムを組み合わせて最短経路を見つけるOpenGLアプリケーションを開発しました。このプロジェクトは、リアルタイムのグラフィカル環境で経路探索の問題を解決するために、AIの高度な技術を統合しています。ニューラルネットワークは最適なルートを予測し、遺伝的アルゴリズムは経路ソリューションを進化させ、探索と搾取のバランスを取ります。アプリケーションは、AI駆動のアプローチが従来の方法をどのように上回るかを示しながら、経路探索のプロセスを視覚化します。このプロジェクトは、対話的で動的な環境における最適化のためのAIの使用を実証しており、ニューラル学習と進化的アルゴリズムの組み合わせの可能性を強調しています。
このプロジェクトはGitHubでこちらから利用可能です。
逆振り子
単振り子とカート上の振り子の両方に対する制御フィードバックシステムを開発し、線形化技術とニューラルネットワークベースの制御を組み合わせました。このプロジェクトでは、PID などの従来の制御手法と、さまざまな動的シナリオで振り子を安定化させるための高度な機械学習モデルを探求します。ニューラルネットワークは、システムの非線形ダイナミクスを学習することで制御入力を最適化するように訓練されています。このリポジトリには、シミュレーションデータ、制御アルゴリズム、およびパフォーマンスを示す可視化が含まれています。この作業は、複雑なシステムの制御理論への AI の適用を示しています。
このプロジェクトは GitHub で こちらから入手できます。
GPTプレイグラウンド
私は、事前学習型生成トランスフォーマー (GPT) モデルをゼロから構築し実験することに焦点を当てたPythonプロジェクトを開発しました。このリポジトリは、カスタムGPTモデルのトレーニングとテストを行うためのシンプルかつ強力なフレームワークを提供し、トークナイザー、モデルトレーニング、テキスト生成、モデルの内部解析モジュールが含まれています。
言語モデルの詳細を探索したり、GPTがどのように機能するのかに興味がある場合、このプレイグラウンドはシミュレーション、モデルトレーニング、テキスト生成の出発点を提供します。
利用可能な機能は以下の通りです：
- カスタムトークナイザー: 生テキストをモデル用のトークン化された入力に変換
- モデルトレーニング: 任意の入力テキストでモデルをトレーニング
- テキスト生成: 指定されたプロンプトに基づいてテキストシーケンスを生成
- 柔軟なテスト: 開始シーケンスやパラメータを変更し、異なる出力をテスト
このプロジェクトは GitHub で こちらから入手できます。
HTML5 アプリケーション
私は、インタラクティブなウェブベースのツールを厳選して開発しました。各アプリケーションは HTML5 で構築され、機能性、パフォーマンス、シームレスなユーザー体験を確保するために最新のウェブ開発手法を採用しています。
このショーケースは、日常的なユーティリティから、より専門的なツールまでさまざまな機能をカバーしており、ユーザビリティとアクセシビリティの向上を目的としています。デザインとコードの効率性を重視し、さまざまなデバイスに対応するレスポンシブなインターフェースの作成に注力しました。各アプリケーションにアクセスして、実践的なソリューションをご覧ください。
このコレクションはこちらから入手できます。