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» 2016年06月22日 14時15分 UPDATE

「経験と勘」に「計算科学」を融合:材料開発の新手法を構築へ、開発期間を1/20に

新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)は、機能性材料の試作回数や開発期間を20分の1に短縮することを目指した共通基盤技術の開発を行う。材料分野における日本の技術競争力を維持・強化していくのが狙い。

[馬本隆綱,EE Times Japan]

機能性材料の試作回数などを大幅に削減へ

 新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)は2016年6月、機能性材料の試作回数や開発期間を20分の1に短縮することを目指した共通基盤技術の開発を行うと発表した。期間は2016〜2021年度の5年間で、事業総額100億円を予定している。材料分野における日本の技術競争力を維持・強化していくのが狙い。

 この研究プロジェクトは「超先端材料超高速開発基盤技術プロジェクト」と呼ばれ、従来型の実験的手法と数学的モデルを用いた計算科学を融合させることで、新たな材料開発手法を構築していく。そのアプローチとして、「マルチスケールに応じた計算科学」「大量のデータから法則性を見出す人工知能(AI)などの活用」「仮説と実証を効率良く行うためのプロセス技術/計測評価技術」といった基盤となる技術の開発と、これらを一体で実施する開発環境の整備が重要だとみている。

機能性材料開発に求められる新たなアプローチ 出典:NEDO(NEDO技術戦略研究センター資料を基に作成)

 具体的には、マルチスケールに応じた計算科学の研究で、第一原理計算や分子動力学法、有限要素法などを活用する。これによって、ナノスケールからマクロスケールまでの状態をシームレスに表現し、材料機能を高い信頼度で予測することができるマルチスケールシミュレーション手法を開発していく。また、AIによる機械学習を活用して、新たな機能性材料を効率よく開発するための材料データ解析技術を確立する。さらに、サンプル品を高精度に試作するためのプロセス技術や、試作したサンプル品の構造や組成、機能などを非破壊、あるいはその場環境で測定するための手法を開発していく計画だ。

マルチスケールシミュレーションの概念図 出典:NEDO(産総研・機能材料コンピュテーショナルデザイン研究センターのホームページから引用)

 研究プロジェクトでは、2018年度までに有機系の機能性材料を中心に、その構造や組成から材料の機能を推測するマルチスケールシミュレーション手法を開発する。続いて、2021年度までにAIなどを活用して、要求する機能を実現するための最適な構造や組成を導き出す、新たな材料探索手法を確立していくことにしている。

 同研究プロジェクトは、集中研究拠点を設置して開発に取り組む計画である。研究委託先は、産業技術総合研究所を始め、コニカミノルタ、東ソー、村田製作所、パナソニック、新日鉄住金化学、日立化成、DIC、東レ、カネカ、積水化成品工業、出光興産、JSR、昭和電工、日本触媒、横浜ゴム、宇部興産などが予定されている。

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