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応用物理学会

Center for Basic Research on Materials
Title

マテリアルズ・インフォマティクスによる自律材料探索

Keywords

データ科学,機械学習,自律材料探索,ハイスループット,マテリアルズ・インフォマティクス

Overview

近年、材料の多元素化・複合化・準安定相化などにより、材料探索空間は急速に拡大している。この巨大な空間を効率的に探索するため、我々は機械学習、材料シミュレーション、ロボティクスなどを組み合わせた自律材料探索システムの開発を進めている。このシステムは実行(材料合成やシミュレーション)と考察(機械学習による解析)を繰り返しながら、自律的に巨大材料空間全体を探索・把握し、特性の優れた新材料を発見することが可能である。汎用性にも優れ、様々な材料系に応用可能である。

Novelty and originality

次元圧縮等による自律探索に適した材料空間の設計
自律探索用の機械学習アルゴリズム
ハイスループット第一原理計算による高速データ収集

Details

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我々は大きく分けて2種類の自律材料探索システムを開発している。1つ目はロボット型自律材料探索システムである。ロボットが材料の合成と計測を自動的に行い、そこで得られたデータから機械学習により次に合成すべき材料およびプロセス条件を決定することでclosed loopを形成し、自律的に材料探索を進める。2つ目はシミュレーション型自律材料探索である。第一原理計算等の材料シミュレーションから得られたデータを機械学習で解析し、次に実行するシミュレーションの条件(組成・構造など)を決定するclosed loopで、コンピュータ内で自律的に材料空間を探索する。

Summary

ロボット型自律材料探索システムとシミュレーション型自律材料探索システムを紹介した。これらの応用先は特定の材料系・特性の最適化に限定されず、様々な材料開発に応用可能である。このシステムにより、より多くの材料開発が加速可能であると考えられる。

この機能は所内限定です。
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