前田化学反応創成知能プロジェクト

研究総括　前田理
（北海道大学化学反応創成研究拠点　拠点長／大学院理学研究院　教授）
研究期間：2019年10月～2025年3月
グラント番号：JPMJER1903

副研究総括　岩田覚
（東京大学大学院情報理工学系研究科　教授／北海道大学化学反応創成研究拠点　特任教授）

本プロジェクトでは、世界に先駆けて開発した反応経路自動探索技術（ＡＦＩＲ法）と、組合せ最適化技術を基盤とし、量子化学計算、情報科学、さらにはマテリアルズ・インフォマティクスの技術を統合することで、化学反応における「原子の動きの全貌」を予測し、有用な未知の化学反応を次々に提案する「化学反応創成知能」を創出します。

具体的には、ＡＦＩＲ法を用い、さまざまな反応物や触媒の組み合わせに対して「反応経路ネットワーク」を計算し、得られる反応経路データベースから目的物合成に適した化学反応を迅速に設計・提案するシステムを構築します。このとき、目的生成物の収率が最大となる反応物の組み合わせを導くために、組合せ最適化技術を活用します。また、反応経路ネットワークから反応性を支配する因子を抽出し、分子構造との相関を学習させることで、反応性を言い当てられる機械を創出します。

また、「化学反応創成知能」は実験的には検出できない超微量な副生物の存在まで明らかにできるため、そこから未知の化学反応が発見される期待もあります。さらに、合成ロボットへの「化学反応創成知能」の実装を試み、目的とする物質を生成するのに最適な化学反応を発見するスピードを大幅に加速することを目指します。

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