「共通基盤」領域　本格研究

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探索加速型 本格研究

マテリアル探索空間拡張プラットフォームの構築

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研究開発代表者

長藤 圭介exlink

重点公募テーマ 「革新的な知や製品を創出する共通基盤システム・装置の実現」
研究開発期間 2021年6月～（探索研究 2019年11月～2021年5月）
グラント番号 JPMJMI21G2
研究概要 研究概要PDF(PDF:1.1MB)

　マテリアル研究開発には、人の勘・コツ・経験が重要であり、それを強みとしている我が国がこれまで競争力を持ってきましたが、欧米や中国でロボットなどを用いた自律探索のアプローチが現れたことで、日本の優位性は揺らぎつつあります。そこで、我が国の人の特徴を生かした、新たなマテリアル探索手法の開発が急務となっています。本研究開発課題では、電池材料を題材として材料探索スループットを1,000倍に向上させることをＰＯＣに掲げ、マテリアル探索空間拡張プラットフォームの構築を実現します。材料探索空間を圧倒的に拡張し、研究開発の効率を上げることにより、社会・経済に大きなインパクトを与えることが期待されます。

　具体的な方法として、図（①②③）に示す３つの柱に取り組みます。

① ハイスループット自律探索システム
「つくる」：真空成膜を用いた自律実験システム、「はかる」：自動結晶構造解析システム、「ためる」：材料特性予測システムという工程要素で、材料探索を圧倒的にハイスループット化します。
② データ駆動注１）／仮説駆動注２）ハイブリッド型研究
「つくる」・「はかる」・「ためる」の工程要素に、「わかる」：人の勘・コツ・経験からヒラメキを誘発する工程要素をデータでつなぐ、機械学習などの仕組みを導入します。
③ ナレッジシェアリング
データから得られるナレッジ、すなわち人のヒラメキを誘発し得る知識を、研究開発機関、研究開発企業、計測器メーカーなどと共有します。

　以上①②③の３つの柱でマテリアル探索空間拡張プラットフォームの構築を進め、マテリアル研究開発エコシステムの実現を目指します。

注１） データ駆動型研究
事前の仮説なしに、観察・データを取得し、分析や考察を行う研究手法。
注２） 仮説駆動型研究
事前の仮説に基づき、検証のための実験や解析を行い、仮説と比較しつつ考察する研究手法。



画像

図　本格研究における３つの柱

研究開発実施体制

東京工業大学、大阪大学、物質・材料研究機構、オムロンサイニックエックス株式会社

プロジェクトHP

https://meep.nagato-u-tokyo.jp/exlink

トピックス

  • 2023年10月25日(水)　本格研究 長藤課題・高橋課題「AIロボット駆動科学シンポジウム2023」 ムーンショット型研究開発事業2プロジェクトとの合同シンポジウム （2023年7月6日 東京国際フォーラム）の開催報告が掲示されました。シンポジウム開催報告exlink

  • 2023年9月5日(火)　東京工業大学、東京大学の一杉研究室が⽇本分析機器⼯業会と⽇本科学機器協会が主催するJASISにデジタルラボラトリーを出展します（長藤課題）
    「データ・ロボット駆動科学を推進するデジタルラボラトリーの開発－新しい研究開発の進め方で世界をリードする－」
    プレスリリース概要pdf（PDF:1.8MB）　JASIS 2023（最先端科学・分析システム&ソリューション展）exlink

  • 2023年6月19日(月)　本格研究 長藤課題・高橋課題「AIロボット駆動科学シンポジウム2023」 ムーンショット型研究開発事業2プロジェクトとの合同シンポジウム （2023年7月6日 東京国際フォーラムにて開催）
    シンポジウムのご案内exlink

  • 2022年10月24日(月)　 本格研究 長藤課題「MEEP（ミープ）」のホームページをリニューアルしました MEEPホームページexlink

  • 2022年2月8日(火)　東京大学 長藤圭介准教授らが研究成果を発表しました（長藤課題）
    「ロボット実験×ＡＩによる燃料電池のものづくり研究開発法の革新～粉体成膜プロセスインフォマティクスにより３万候補から４０回で新しい最適解の発見に成功～」
    ＪＳＴプレスリリース

  • 2021年12月13日(月)　東京大学 長藤圭介准教授の記事がScience Portalに掲載されました。
    「高性能電池は"お好み焼き"!? 「匠の技」が決め手になる」
    Science Portalexlink

  • 2021年4月19日(月)　令和３年度新規本格研究課題が決定しました（飯田課題、長藤課題）
    「未来社会創造事業（探索加速型）における令和３年度新規本格研究課題の決定について」
    ＪＳＴプレスリリース

  • 2020年12月11日(金)　高エネルギー加速器研究機構 小野寛太准教授らが研究成果を発表しました（小野課題）
    「Ｘ線回折パターンからの対称性予測における知識発見～熟練者の勘・コツの定式化に成功～」
    ＪＳＴプレスリリース

  • 2020年11月19日(木)　東京工業大学 一杉太郎教授らが研究成果を発表しました（一杉課題）
    「自律的に物質探索を進めるロボットシステムを開発～物質・材料研究開発の進め方について革新を起こす～」
    ＪＳＴプレスリリース

  • 2020年10月21日(水)　物質・材料研究機構 （NIMS）知京豊裕特命研究員らが研究成果を発表しました（知京課題）
    「機械学習により薄膜作製プロセスの高速化を実現～外部データなしで試料作製回数を大幅に低減、材料開発コスト削減に期待～」
    NIMSプレスリリースexlink

  • 2020年6月5日(金)　高エネルギー加速器研究機構 物質構造科学研究所 小野 寛太准教授らが研究成果を発表しました（小野課題）
    「結晶構造解析の自動化～ブラックボックス最適化により熟練者を上回る解析精度を達成～」
    ＪＳＴプレスリリース


※統合前の探索研究課題
「数理科学を活用したマルチスケール・マルチモーダル構造解析システム」（小野 寛太）・「Materials Foundryのための材料開発システム構築とデータライブラリ作成」（知京 豊裕）・「マテリアルズロボティクスによる新材料開発」（一杉 太郎）・「粉体成膜プロセス研究のハイスループット化のためのデータ駆動型プロセス・インフォマティクス」（長藤 圭介）


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