マテリアルズ・インフォマティクス

試作の前に当たりを絞る

材料の性質は、何をどれだけ混ぜるか、何度で何分焼くかといった条件で決まる。条件の組み合わせは数え切れないほどあり、一つずつ作って測っていては時間が足りない。

マテリアルズ・インフォマティクス（MI）では、過去の実験記録、論文や特許、コンピューターで原子の並びから性質を計算した結果を集め、条件と性質の関係を機械学習で覚えさせる。できた予測の式に、まだ試していない条件を入れれば、どのくらいの硬さ・耐熱性・電気の通しやすさになりそうかが分かる。

予測には外れもあるので、見込みが高い候補と、データが少なくて予測があいまいな候補を組み合わせて次の実験を選ぶ。結果をデータに足して式を直す輪を回すことで、少ない実験で狙いの性質に近づく。

何に使われ、どこが難しいか

樹脂・ガラス・金属・電池材料・触媒・塗料・潤滑油の添加剤など、配合や組成を決める開発で広く使われる。原子一つずつの動きを計算するシミュレーションと組み合わせ、実験では見えない仕組みを調べることもある。

一番の難しさはデータだ。材料の実験は一回に手間がかかるので、学習に使えるデータの数が少ない。記録の形式が部署や年代でばらばらだったり、うまくいかなかった実験が残っていなかったりすると、予測は偏る。そこで、実験の記録を最初から機械で読める形でためる仕組みや、ロボットで実験を自動で回す仕組みと合わせて使われる。

• 技術図鑑シミュレーションは、どうやって試作を減らす？
• 業界図鑑化学・素材の会社は、何で稼いでいる？

日本の会社が担う所

ENEOSホールディングスは、Preferred Networksとの合弁会社を通じ、材料探索を速める原子レベルのシミュレータ「Matlantis」をクラウドで提供している。AGCはガラス開発やフッ素系溶剤の開発にMIを使っている。

旭化成は知財データとMIを開発に使い、東ソーはMIを進める部門としてMIセンターを設けた。関東電化工業は自社独自のMI基盤を化合物の探索や作り方の開発に使っている。

• 会社図鑑ENEOSホールディングス（5020）
• 会社図鑑AGC（5201）
• 会社図鑑旭化成（3407）

有報に書いている会社

有価証券報告書の「研究開発活動」または「事業の内容」に、この技術を書いている上場会社の一部。会社名の下は有報の原文の一文。

• ENEOSホールディングス（5020）「MI(マテリアルズ・インフォマティクス)分野では2021年にPFNとの合弁会社としてMatlantis株式会社を設立し、共同開発した新物質開発・材料探索を高速化する汎用原子レベルシミュレータ「MatlantisTM」のクラウドサービスを展開…」研究開発活動
• 出光興産（5019）「・更に、シミュレーションやマテリアルズインフォマティクス(MI)を活用して添加剤の作用機構解明や処方開発の効率化を進めるとともに、分析技術の高度化、トライボロジー現象の機構解明・再現評価を通じて、継続的に競争力ある商品の創出を支える研究開発…」研究開発活動
• 旭化成（3407）「これまでに培った知財データとマテリアルズ・インフォマティクス(MI)も活用して、開発競争力の強化を図っています。」研究開発活動
• AGC（5201）「…メーション(DX) 材料開発や組成開発に計算科学や情報科学を用いることで、素材開発を大幅に効率化するマテリアルズ・インフォマティクス(MI)については、当社でも早くから取り組み、ガラス開発や環境対応型フッ素系溶剤AMOLEA®の開発などに活…」研究開発活動
• 三井化学（4183）「将来価値の創出に向けては、マテリアルズインフォマティクスや感性評価技術といった先端的な基盤技術の展開に加え、オープンイノベーションを活用した外部技術・知見の取り込みを進め、研究開発の効率化や新たな発想の創出を進めております。」研究開発活動
• JX金属（5016）「マテリアルインフォマティクス(シミュレーション、データ解析等)の活用や外部研究機関との連携を通し、開発のスピードアップを推進しています。」研究開発活動
• 東ソー（4042）「一方、効率的な材料開発を目的としたマテリアルズ・インフォマティクス(MI)の推進部門として、2023年4月にMIセンターを設立いたしました。」研究開発活動
• 帝人（3401）「また、これらの樹脂材料開発全般において、マテリアルズ・インフォマティクスを活用し、研究開発を加速させています。」研究開発活動
• 長瀬産業（8012）「さらに、メディカル、マテリアルズ・インフォマティクス、エネルギー、データ関連領域における事業インキュベーションに取り組んでおり、データ関連領域では、データインフラおよびデータセキュリティに関する事業開発を推進しております。」研究開発活動
• クラレ（3405）「…に新設したデジタルソリューション部では、開発プロジェクトとの協業を通じて、高度シミュレーション技術、マテリアルズインフォマティクスの活用、独自AIの開発やロボティクスによる自動化といった各種デジタル関連技術の活用の幅を広げてきており、研究開…」研究開発活動
• 関西ペイント（4613）「更には、マテリアルインフォマティクス(MI)などのデジタル技術やエコフレンドリーなグリーン材料を取込み、効率的な研究開発と社会性の高い塗料の実現を試みています。」研究開発活動
• ダイセル（4202）「…て、IPランドスケープ活用のためのツール開発をはじめ、プロセスシミュレーション、流体解析、計算科学、マテリアルズ・インフォマティクス等のAI技術基盤の整備を進めており、研究開発の高度化および事業創出の加速を支援しております。」研究開発活動
• クレハ（4023）「…下で先端技術を扱うイノベーションテクノロジー部と連携しながら、当社が保有する技術・知見の活用にMI(マテリアルズインフォマティクス)、CAE(コンピューターによるエンジニアリング)、デジタルツインなどの最先端手法を取り入れる取り組みを進めて…」研究開発活動
• 東亞合成（4045）「(6) コーポレート研究最先端解析技術を駆使した分析・評価技術の向上、生成AIの利用、および、マテリアルズ・インフォマティクス(MI)ならびに計算化学の活用など、基盤コア技術研究所が中心となり研究開発力の強化に取り組んでいます。」研究開発活動
• ZACROS（7917）「これらの活動をさらに加速するため、AI、MI(マテリアルインフォマティクス)、各種シミュレーション等のデジタル技術を積極的に活用し、開発プロセスの効率化や省力化を進めています。」研究開発活動
• 大同メタル工業（7245）「また、AIを活用した試験結果予測、マテリアルインフォマティクスなどの研究にも取り組んでいます。」研究開発活動
• リケンテクノス（4220）「…デジタルトランスフォーメーション)の活用による開発効率の向上にも注力し、研究開発データベースの運用、マテリアルズ・インフォマティクス(MI)の活用、評価技術の可視化およびデータ化を進めることで、開発期間短縮および再現性向上を図りました。」研究開発活動
• ハリマ化成グループ（4410）「さらに、研究開発の高度化と迅速化を目的として、マテリアルズインフォマティクス(MI)を中核に、統計解析や機械学習、生成AIなどのデジタル技術を活用し、研究開発プロセスの効率化と迅速化をはかっています。」研究開発活動
• 関東電化工業（4047）「DX(デジタルトランスフォーメーション)の推進においては、自社独自のMI(マテリアルズ・インフォマティクス)基盤の機能追加や継続的な改善によりシステムの高度化を図っており、複数の開発テーマにおいてMIを活用し、化合物探索やプロセス開発の効率…」研究開発活動
• FDK（6955）「要素技術開発については、MI(マテリアルインフォマティクス)を用いて材料開発、分析評価およびCAE技術による技術開発に取り組みました。」研究開発活動
• バルカー（7995）「また、発展著しいマテリアルインフォマティクスの活用技術やデータサイエンス技術の応用等、デジタルを駆使した開発プロセス(ツール)の高度化を進めております。」研究開発活動
• 北川鉄工所（6317）「併せて、アディティブマニュファクチャリング(AM)・マテリアルズインフォマティクス(MI)を取り入れるべく調査を進めております。」研究開発活動
• MORESCO（5018）「また、ラボラトリーオートメーション(LA)やマテリアルズ・インフォマティクス(MI)を導入し、開発の飛躍的な効率化を図っております。」研究開発活動
• 日本タングステン（6998）「また、AIを活用した材料開発手法である「マテリアルズ・インフォマティクス(MI)」を取り入れ、新素材開発の加速に取り組んでいます。」研究開発活動
• きもと（7908）「開発手法においては、AIを活用した開発情報資産の有効活用を推進するとともに、マテリアルインフォマティクス(MI)やロボティクス等のデジタルツールを導入し、開発効率の抜本的な向上を図っております。」研究開発活動
• HPCシステムズ（6597）「…事業領域と位置づけ、コンピュータ上で高精度に計算した材料データベースやAI等を活用して材料開発を行うマテリアルズ・インフォマティクスのアプリケーション開発に力を入れております。」事業の内容