客觀日本

住友化學融合超算和AI開發有機EL材料,可大幅縮短時間

2021年08月05日 化學材料

日本住友化學公司開始在新型有機EL材料的開發中使用理化學研究所研發的計算速度全球第一的超級計算機「富嶽」。 用富嶽實施類比實驗生成利用人工智慧(AI)尋找候選物質時所需的材料結構和性質數據。目標是結合超級計算機和AI開發新材料。

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透過對每種材料進行類比詳細分析電子的移動情況(圖片由住友化學提供)

AI透過學習大量資料來掌握特徵,由此對初次發生的現象也能進行判斷。材料領域出現了透過讓AI學習各種物質的結構和性質數據來促進開發新材料的動向。不過,要想收集有機EL材料的結構和性質數據,需要透過實驗生成候選物質測量其性質。以往碰到的問題是隻有專家才能生成資料,既耗費成本又耗費時間。

使用富嶽可以透過高精度的類比推導出特定物質的發光和壽命相關的性質。住友化學將在2021年度内生成顯示約100種物質的結構與性質之間的關係的資料,並讓AI學習。目標是發現壽命長、能大量發出所需波長光線的照明及顯示用有機EL新材料候選物質。

住友化學數位創新部研發資料科學團隊負責人西野信也表示,雖然單獨使用富嶽也能計算物質的性質,但結合使用AI的話,「計算速度可以提高1萬~10萬倍」。

要想獲得與實驗相當的精度,需要在分子水平進行類比,並詳細分析電子的移動。即使利用富嶽,生成100種資料也需要幾個月的時間。如果讓AI學習資料,數萬~數億種物質的性質只需一週左右就能獲得。

住友化學將把可透過類比生成高精度資料的富嶽的優勢與能根據資料迅速預測物質性質的AI的優勢結合起來,實際製作AI發現的候選物質並透過實驗詳細進行分析,以便實施產品化。

超算富嶽的產業應用範圍逐漸擴大
企業名稱 用途
住友化學 開發有機EL材料
住友橡膠工業 探索不容易劣化的輪胎用橡膠材料
電裝 研究可在汽車内預防傳染病的空氣流動
日本汽車工業會 分析汽車結構與撞擊損壞之間的關係
田邊三菱製藥 分析藥物的晶體結構

在超級計算機與AI的並用方面,日本東北大學和東京大學等也利用富嶽開發出了高精度預測海嘯漫水情況的技術。提前利用富嶽製作好AI預測模式的話,發生地面震動時即使是普通電腦也可以在數秒内做出高精度預測。

理研與富士通開發的富嶽自2020年6月以來一直在全球超級計算機性能排名中高居榜首。此前主要被大學等用於新冠電腦病毒和防災相關的研究,2021年3月正式投入使用後,產業用途也逐漸擴大。田邊三菱製藥和電裝等也在利用富嶽開展研究。

凡是透過高度情報科學技術研究機構(RiST)專案審覈的研發,包括企業在内也可以免費利用富嶽。如果選擇不公開利用富嶽所取得的成果,則需要根據使用情況給付使用費用。

日文:大越優樹、日經產業新聞 ,2021/07/28
中文:JST客觀日本編輯部