科学研究に最適なLinuxディストリビューション5選

多くのLinuxディストリビューションは汎用性が高いものですが、中には特定の研究ソフトウェアを最初から搭載した専門性の高いディストリビューションも存在します。そもそもLinuxの歴史は研究所から始まっており、今日では世界最大級の研究機関のサーバーやワークステーションを支える基盤となっています。

通常のLinuxシステムでも、同じアプリケーションを個別にインストールすれば科学向け環境に変身させられます。しかし、こうした専用ディストリビューションの存在意義は、アプリを一つひとつ探して導入する手間を省ける点にあります。

研究施設や教育機関への迅速な導入、学生や科学に関心のあるユーザーのPC環境構築に最適です。本記事では、検討する価値のある優れた科学系ディストリビューションを5つ紹介します。

1. CAELinux

名前からもわかるように、CAEとは「Computer-Aided Engineering(コンピュータ支援工学)」の略。CAD、モデリング、プロトタイピング、3Dプリント、物理シミュレーションに携わるすべての人に最適な科学系ディストリビューションです。スイスで開発され、Joël Cugnoni氏によってメンテナンスされています。

新しいリリースはしばらく出ていませんが、既存バージョンに対する開発者によるサポートは心強い限りです。

最新版のCAELinuxはXubuntu 18.04 LTSベースで、64bitシステムと4GB以上のRAMが必要です。業務用途で使用する場合は、8GB以上のRAMを搭載しておくと、このディストリビューションの性能を最大限に引き出せます。

デスクトップ環境はXfceのみですが、ソフトウェアの充実度は目を見張るものがあります。Xfceネイティブの標準アプリに加え、専門的なアプリケーションも同梱されています。科学関連のディストリビューションなので、日常的に使う追加アプリを入れておくのがおすすめです。

代表的なアプリケーションには以下のようなものがあります。

• SALOME:3D CADとメッシング
• Gmsh:幾何モデリング
• Scilab:数値計算・数学プログラミング
• ParaView:3D可視化
• ImageJ:画像処理と解析
• Elmer:複雑な物理モデルのシミュレーション

CAELinuxはライブISOイメージとして無料で入手でき、手頃な価格で物理メディアを注文することも可能です。

ダウンロード:CAELinux

2. Fedora Scientific

Fedora Scientificは、高度に特化したディストリビューションと一般的なディストリビューションの中間に位置するスピンオフ版です。あらゆる科学分野の研究者や学生に適しており、特に数値計算ベースの研究に強みを持っています。

デフォルトのデスクトップ環境はKDEで、32bit/64bit両アーキテクチャに対応。Amit Saha氏がFedora Science and Technology SIGの支援を受けて開発しました。詳細なオンラインドキュメントが整備されており、Fedora Scientificの概要や収録ソフトウェアについて体系的に学べます。

注目すべきソフトウェアには以下が含まれます。

• Maxima:本格的な代数計算スイート
• LaTeX:文書やプレゼンテーションの作成
• Mayavi:3Dデータ可視化
• Trifecta:git、Mercurial、Subversionによるバージョン管理ツールセット

Fedora Scientific Live DVDは、直接ダウンロードまたはトレントで入手できます。

ダウンロード:Fedora Scientific

3. Lin4Neuro

Lin4Neuro(L4N)は、高度なバイオテクノロジー計算に応えるオープンソースの選択肢です。Ubuntuベースのこのディストリビューションは、多彩な神経画像解析ソフトウェアスイートへのアクセスを提供します。開発者は日本の筑波大学医学部に所属する根本清貴(Kiyotaka Nemoto)氏です。

Lin4Neuro最大の利点は、完全なオープンソースのツールチェーンを利用できること。3D Slicerは、機能的MRI(fMRI)、拡散テンソル画像、視覚ガイド下治療などの画像解析アルゴリズムをサポートします。

その他にも、MRIデータの処理・表示に役立つAFNIや、DSI解析に便利なコネクトーム解析・表示ツール、マルチモーダル・マルチスケールの神経画像処理やPythonベースの可視化に活躍するDTI/QBallコネクトームツールなどが含まれています。

Virtual MRIやMITKといったツールにより、L4Nは神経科学の学習・研究に理想的な環境です。MRIConvertを使えば、医用画像のアップスケーリングや形式変換も簡単に行えます。

MRIConvertはNeuroDebianリポジトリから利用可能です。近年、Lin4Neuroはデータ分析や医用画像処理のための無料プラットフォームとして大きな注目を集めています。

BSDライセンスのもと、神経科学指向のフレームワークとして再配布されており、ポータブルなライブディストリビューションとしてUSBから起動すれば、どこでも神経科学フォレンジックセンターを構築できます。

ダウンロード:Lin4Neuro

4. Fedora Astronomy Suite

天体観測がオープンソースになったことをご存じでしょうか?Fedora Astronomy Suiteは、プロフェッショナルからアマチュアまで、天文計算のニーズに幅広く応えるディストリビューションです。PythonベースのKDEエコシステムを土台に、強力な天文データ解析・可視化ツールを多数利用できます。

AstroPyなどのPythonコミュニティライブラリ、SirilやGIMPといったグラフィック編集アプリ、Celestiaのような天文シミュレーションソフト、INDIのような観測機器の自動化・制御ソフトウェアを自由に組み合わせられます。充実したドキュメントのおかげで、天文初心者でも地球上のあらゆる場所、さらにはその先の宇宙まで学習対象にできます。

望遠鏡やカメラなどの機器を自動制御することで、高解像度の天体写真をいつでも撮影可能です。

同梱ソフトウェアのハイライトは、高度な天文ソフトウェア開発のためのAstrOmaticリポジトリです。Redshiftなどのツールを使えば、最先端の宇宙画像の色補正も簡単に行えます。

ダウンロード:Fedora Astronomy Suite

5. Fedora Robotics Suite

Fedora Robotics Suiteは、ソフトウェアおよびハードウェアプログラミングのための充実した開発環境を提供します。Fedora Linuxのスピンオフとして位置づけられており、ロボットシミュレーション環境を支援するパッケージが満載です。

ライブ起動可能なポータブルなディストリビューションであり、ロボティクスプロジェクトのカスタムフレームワークとして活用できます。Fawkes、Player/Stage、RoboCup 3D Soccer Server、Gazebo、SimSparkなど、著名な上流プログラミングアプリケーションやフレームワークが揃っています。さらに、多言語対応のロボティクススクリプト開発用にEclipse IDEまで同梱されています。

MRPT、PCL、OpenCVなどの統合ライブラリにより、効率的なプログラミング、シミュレーション、運用を実践できます。HokuyoレーザースキャナやKatanaロボットアームといった人気ロボットデバイス向けのハードウェアアクセサリライブラリも同梱されています。

充実したドキュメントが付属しており、ロボティクス初心者でも短期間でキャッチアップできるでしょう。

ダウンロード:Fedora Robotics Suite

自分に合った科学系Linuxディストリビューションの選び方

どの科学分野に興味がある場合でも、このリストから適切なディストリビューションを選べるはずです。上記の各ディストリビューションはそれぞれの分野でトップクラスの完成度を誇り、エンドユーザーに比類のないソフトウェア、アプリケーション、サービスを提供してくれます。