富士通らが材料設計へのAIの有用性を実証――リチウムイオン電池の開発を効率化

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富士通と理化学研究所(理研)は2018年3月16日、AI(人工知能)技術を第一原理計算と組み合わせた材料開発を実施し、材料設計におけるAIの有用性を実証したと発表した。

材料開発はこれまで、研究者・技術者の経験や勘に頼り、多くの失敗の積み重ねが必要とされてきた。これに代わる方法として、第一原理計算で材料の組成を指定して特性を予測する手法もあったが、計算負荷が大きく膨大な時間がかかるという問題があった。

そこで今回、第一原理計算にAI手法の一つであるベイズ推定法を組み合わせ、計算回数を数十分の一に抑制した。そして、全固体リチウムイオン電池の候補材料である、リチウム含有酸素酸塩のリチウムイオン伝導率予測に適用。結果、3種類のリチウム含有酸素酸塩から合成される化合物について、高いリチウムイオン伝導率を実現する最適組成を現実的な時間内で予測することに成功した。また、化合物の合成と分析も実施し、予測された組成付近で他の組成よりも高いリチウムイオン伝導率が実現されることを確認した。

これにより、新たな高機能材料開発のめどが付いたと同時に、予測の正しさが実証されたという。また今後は、材料開発におけるAIの高度利用を促進し、さまざまな材料に対して適用可能なマテリアルズ・インフォマティクス技術を確立するとしている。

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