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 北海道大学は、人工知能(AI)を活用した触媒設計を加速させるためのデータ分析プラットフォーム「Catalyst Acquisition by Data Science」(通称:CADS)を開発し、公開した(ニュースリリースCADSの公開ページ)。大学院理学研究院の髙橋啓介准教授や藤間淳特任准教授、宮里一旗特任助教、髙橋ローレン学術研究員らの研究グループによる成果。触媒データをオープンに共有し、プログラミングなしでデータの可視化や機械学習を実行できるので、触媒設計の効率を高められるとする。

図:「Catalyst Acquisition by Data Science」の分析画面例(出所:北海道大学)
図:「Catalyst Acquisition by Data Science」の分析画面例(出所:北海道大学)
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 研究者がそれぞれに持つデータをCADSにアップロードすると、Webブラウザーで情報の閲覧と共有が可能になる。Webブラウザー上での簡単なマウス操作で「触媒インフォマティクス」を用いた触媒設計を実行できる。触媒インフォマティクスとは、AIを自然科学に適用して触媒開発を加速させる試みで、新規の研究分野として注目されているという。

 触媒インフォマティクスは、触媒デーデやデータの可視化技術、機械学習など多くの技術を融合分野であり、専門性が高い上に高度なプログラミング技術を必要とする。加えて従来、研究者が所有するデータを蓄積・共有する手段がないのも課題とされていた。CADSを利用すれば、世界の触媒研究者と情報を共有しやすくなり、複雑なプログラミング技術やデータ科学の事前知識がなくても触媒インフォマティクスを推進できる。

 研究グループは、CADSでメタン酸化カップリング(OCM)触媒データを分析するとともに可視化機能などを利用し、触媒と温度、さらにはアルゴン・メタン・酸素の各流量がOCMのC2収率に影響する可能性があることを見出した。CADSが普及し、触媒インフォマティクスの基盤技術になることで「データ駆動型の効率的かつ直接的な触媒設計が加速すると期待される」としている。

 今回の研究は、科学技術振興機構(JST)が実施する戦略的創造研究推進事業のCREST研究領域「多様な天然炭素資源の活用に資する革新的触媒と創出技術」における研究課題「実験・計算・データ科学の統合によるメタン変換触媒の探索・発見と反応機構の解明・制御」の支援を受けて実施した。