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「蓄電・電解」「半導体」…DXで材料開発に挑む

研究DXの隘路をいく #02

データをつくって、ためて、使う。この三つを実践する事業がある。文部科学省の「データ創出・活用型マテリアル研究開発プロジェクト」(DxMT)だ。蓄電・電解材料や半導体など五つの材料開発プロジェクトが走る。データ連携で横串を刺し、手法やノウハウの展開を図る。

「まずは分野ごとにDX手法を確立し、分野横断の事例を出していきたい」と、物質・材料研究機構統合型材料開発・情報基盤部門の出村雅彦部門長は説明する。DxMTでは東京大学(代表機関)の蓄電・水電解触媒、物材機構の磁性材料、東京工業大学の半導体、東北大学の構造材料、京都大学のバイオアダプティブ材料の五つの研究開発が進む。

学術界の連携機関に加え、素材や自動車などの分野から38社がコミットする。横串を刺すためにデータ連携部会を設け、物材機構の出村部門長が代表を務めている。

同部会には全機関が参画。研究手法やツールを分野横断で共同開発し共用化する。理論計算や計測技術の研究者は材料分野に縛られずにチームを行き来し、各拠点でデータ人材を育成する。予算を得た後はバラバラになりがちな学術界を束ね、相乗効果を狙う。

例えば磁性材料分野では、すべてのデータを集めて一つの巨大なデータテーブルを作る。X線分光スペクトルと物性値などから人工知能(AI)技術で特徴量を抽出。永久磁石と軟磁性材のように材料は違っても共通する特徴量を探し、性能予測モデルの学習データとする。

蓄電水電解触媒分野では学習済みのAIモデルや抽出後のデータなどを解釈可能な状態で提供する計画だ。東大の杉山正和教授は「データに付加価値を与えてから提供する」と説明する。ただデータを共有するのではなく、材料研究者の知恵を載せる。

それぞれの研究チームには、物材機構の研究者が加わっている。文科省の江頭基参事官は「研究チームと連携部会をつなぐ役割を担う」と説明する。こうした知見を共有する仕組みは研究者にとって利点が多い。材料研究者が情報分野の技術革新を追いかける負荷を分散できる。AIを使いこなすまでの苦労も、共有することで軽減できる。

そして蓄積する手法自体が産学連携の求心力になる。材料研究者が向き合う業界は違っても手法や協業スキームは転用可能だ。出村部門長は「各分野を巡ってメソッドを発掘し整理する人材が重要になる」という。材料開発の実践を通して人材育成を急ぐ。

日刊工業新聞 2023年03月24日
小寺貴之
小寺貴之 Kodera Takayuki 編集局科学技術部 記者
DxMTの進捗会議はITベンチャーのような事業計画や構想がプレゼンされるようになりました。本当に材料研究者の報告なのかと思うくらいです。今後、プロジェクトマネージャーや研究代表者には異分野の成功スキームを取り入れる能力が求められることになるかもしれません。個人の力に依存するのはリスクなので、研究チームとして代表にインプットする体制をもっていた方がいいと思います。こうしたチームを組成しやすいのは国研よりも大学です。国研は意識して情報と人を集めないといけませんでした。中規模大学は研究者同士で顔が見えるので話しがしやすいです。国プロの一回り小さい予算を狙う際にDxMTのスキームを参考にするといいのではないかと思います。

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研究DXの隘路をいく
研究DXの隘路をいく
脱炭素や海洋生物多様性などの地球規模の課題を解く上で、研究開発のデジタル変革(DX)が重要になっています。性能とコスト、環境負荷など、製品の競争軸が多次元化する時代が目の前に迫っており、素材・製造分野の研究データを環境分野の研究者が解析するような多面的な分析を支える異分野データ連携が必須になります。このひな型を作ってきたのがマテリアル分野です。その隘路を辿ることで日本の勝ち筋を探ります。

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