日本生技初創企業CHITOSE研究所（川崎市）開發出了一項利用人工智慧（AI）自動控制微生物培養的技術。該技術透過多種感測器即時監測培養液，調整溫度和pH達到最佳狀態。在功能性食品成分的生產方面，實施了比熟練技術人員設定的培養條件多1成的產量。該技術計劃到2027年度實施實用化，並在微生物培養領域的商業生產中廣泛推廣。
透過多種感測器即時監測培養液的情況，將溫度等控制到最佳狀態。（供圖：CHITOSE研究所）
新能源和產業技術綜合開發機構（NEDO）與協和發酵生化株式會社正在聯合推進利用發酵等生物技術推動「生物製造」專案。在生產功能性食品成分的微生物培養領域，驗證了使用AI進行自動控制的可行性。
在傳統的培養方法中，技術人員根據溫度、pH值、特定波長光線等有限的資料以及自己的經驗知識和直覺來調整培養條件。CHITOSE研究所引進了記錄培養液所有波長光的感測器，和能夠用多個電極測量培養液中物質狀態的感測器，透過讓AI學習包括人類無法判斷重要性的資料在内的各種資料，建立了產量預測模式。
此外，研究團隊還開發了一項從當前培養液狀態中推導出最適合生產量的溫度和pH值，並按照該條件即時自動控制的技術。在實際的微生物培養試驗結果中顯示，AI能夠精細地調整溫度和pH值，使功能性食品成分的產量增加一成。AI根據培養液的狀態每次進行不同的調整，從而實施了穩定的生產量。
日本在發酵產業中開發出了微生物培養技術，但熟練技術人員的技術傳承和人才不足是當前存在的課題。
AI 自動控制有助於節省人工和降低成本。協和發酵生化株式會社的負責人表示，如果 AI 能夠很好地因應環境和原料等的細微條件，「將有助於品質、供應和成本的穩定」。
驗證試驗爲研究室内只有6升規模的條件下實施的，爲此CHITOSE研究所正在探討更大規模的商業運作，推進培養設備和 AI 模式的改良。該公司生物生產部部長河合哲志自信地表示：「希望將其培育成在各類生產中都有效的通用的技術」。
在世界走向去碳和 SDGs（可持續開發目標）的潮流中，利用發酵和生質材料來替代化石資源的措施正在不斷擴大。除食品外，透過微生物培養生產化學品、醫藥物原料、生物燃料等各種有用物質的技術也變得越來越重要。日本政府也制定了生物戰略，力爭實施產官學合作的研究開發。
日文：越川智瑛、《日經產業新聞》、2023/10/16
中文：JST客觀日本編輯部
