AI技術で有機結晶の出力が劇的に向上、次世代技術へ期待高まる

近年、AI技術はさまざまな分野で進展を見せており、その影響は科学研究にも及んでいます。特に、早稲田大学の研究グループが取り組んだプロジェクトでは、光駆動性の有機結晶の出力が従来の3.7倍に向上する成果を挙げました。この研究によって、光によって変形する有機結晶としての新しい可能性が広がり、医療分野やロボティクスへの応用が期待されています。

研究の背景

有機結晶は、軽量かつ遠隔で制御が可能なアクチュエータとして注目されています。しかし、従来の技術では発生力が小さく、実用化に向けた課題が残されていました。発生力は結晶の物性やサイズ、光の強度など、さまざまな要因に依存しており、高出力化を図るためには実験条件の最適化が必要です。このような背景の中、研究グループは機械学習を活用し、光駆動有機結晶の機能向上に取り組みました。

機械学習の活用

本研究では、実験条件の最適化にLASSO回帰とベイズ最適化の2つの機械学習手法を用いました。特に、光駆動性を持つサリチリデンアミン分子に着目し、その合成と評価を行いました。LASSO回帰によって、ヤング率と結晶の部分構造との相関を明らかにし、さらなる分子設計が可能となりました。このアプローチにより、研究グループは発生力を従来の73倍の効率で探索し、最大で37.0ミリニュートンという高出力を達成しました。

研究成果の社会的意義

この研究により、新しい光駆動有機結晶が実現し、多様な応用が見込まれています。非接触で操作可能なアクチュエータとして、医療製品や小型ロボットをはじめとする多くの分野での導入が期待されています。また、本研究の成果はエネルギー効率の高い材料の開発にも寄与し、環境負荷を抑えた持続可能な技術としての可能性も秘めています。