PFN、汎用原子レベルシミュレータMatlantisのコア技術 PFPの最新版v7をリリース：注目ニュース✨

発表日：2024年9月17日

気候変動や資源枯渇など、人類が直面する課題の解決に向けて、新素材開発への期待が日増しに高まっています。そんな中、株式会社Preferred Networks（PFN）とＥＮＥＯＳ株式会社が共同開発した汎用原子レベルシミュレータMatlantis™の最新版が、材料科学の世界に革命を起こそうとしています。

Matlantis™のコア技術であるPFP（Preferred Potential）の最新版、バージョン7（PFP v7）が提供開始されました。この新バージョンの最大の特徴は、なんと自然界に存在するすべての元素を含む96元素に対応可能となったことです。

これにより、Matlantis™の適用範囲が飛躍的に拡大し、これまで想像もできなかった新素材の開発が現実のものとなりつつあります。

PFP v7の主な特長：

1. 96元素への対応：従来の72元素から大幅に拡大

2. シミュレーション性能の維持：速度と精度を落とすことなく元素数を増加

3. 幅広い応用分野：触媒、次世代電池、半導体、CO2吸着剤など多岐にわたる

4. レアアースや放射性元素にも対応：新たな研究分野への展開が可能に

Matlantis™の技術的革新性は、従来の量子化学計算と機械学習を融合させた点にあります。量子化学計算は高精度ですが膨大な計算時間を要するため、大規模な材料探索には不向きでした。一方、Matlantis™は深層学習モデルを活用することで、量子化学計算と同等の精度を保ちつつ、計算速度を従来比で数万倍に高速化することに成功しています。

Matlantis™による材料探索プロセスは以下のように進行します：

1. 初期候補材料の設定

2. Matlantis™による高速シミュレーション

3. 機械学習による最適化

4. 有望候補の絞り込み

5. 詳細解析と実験検証

6. 新材料の発見

影響を及ぼす範囲

この革新的な技術がもたらす影響は、産業界全体に及ぶと予想されています。例えば：

1. 自動車産業：

   • 高性能バッテリー材料の開発により、電気自動車の走行距離が2倍に

   • 軽量・高強度の車体材料により、燃費効率が30%向上

2. エネルギー産業：

   • 高効率な太陽電池材料により、発電効率が現在の1.5倍に

   • CO2吸収能力が10倍の新素材で、カーボンニュートラル実現を加速

3. エレクトロニクス産業：

   • 新型半導体材料により、チップの処理速度が2倍、消費電力が半減

   • フレキシブルディスプレイ向けの新素材で、折りたたみスマートフォンの耐久性が飛躍的に向上

4. 医療・製薬産業：

   • AIによる新薬候補の探索時間を1/10に短縮

   • 生体適合性の高い新素材により、人工臓器の性能が大幅に向上

市場調査会社Gartnerの最新レポートによると、マテリアルズ・インフォマティクス市場は2025年までに年間成長率30%で拡大し、100億ドル規模に達すると予測されています。この成長の中心となるのが、Matlantis™のような高度なAIシミュレーション技術です。

一方で、競合技術との比較も重要です。米国のMaterials Projectや欧州のNOMADなど、他の材料データベースプロジェクトも進行していますが、Matlantis™の特徴は「シミュレーションと機械学習の融合」による高速・高精度な予測能力にあります。

これにより、未知の材料に対しても高い予測精度を維持できる点が強みとなっています。

今後の展望と課題

1. 量子コンピュータとの統合： 将来的には量子コンピュータとの連携により、さらなる計算速度の向上が期待されます。

2. 実験データとの融合： 実験データを効率的に取り込み、シミュレーション精度を継続的に向上させる仕組みの構築が課題です。

3. 国際標準化： 材料データのフォーマットや品質基準の国際標準化が進めば、グローバルな材料開発エコシステムの構築が加速するでしょう。

4. 人材育成： AIと材料科学の両方に精通した人材の育成が急務です。大学教育のカリキュラム改革も検討されています。

Matlantis™の利用を検討している企業や研究機関にとって、以下のようなメリットが期待できます：

• 研究開発コストの大幅削減（試算では最大70%減）

• 新製品の市場投入までの時間短縮（平均で1/3に）

• 環境負荷の少ない材料開発による企業価値の向上

• 従来は思いつかなかった新発想の材料設計が可能に

Matlantis™がもたらす新素材革命は、まさに始まったばかりです。この技術が私たちの生活をどのように変えていくのか、今後の展開から目が離せません。

人類が直面する様々な課題の解決に向けて、Matlantis™が果たす役割は大きく、より持続可能で豊かな社会の実現に大きく貢献することが期待されています。

まとめ

• Matlantis™の最新版PFP v7が96元素に対応し、材料開発の可能性を大幅に拡大

• 深層学習とシミュレーション技術の融合により、従来比数万倍の高速化を実現

• 自動車、エネルギー、エレクトロニクス、医療など幅広い産業分野でのイノベーションに貢献

• マテリアルズ・インフォマティクス市場は2025年までに100億ドル規模に成長の見込み

• 量子コンピュータとの統合や人材育成など、今後の課題と展望も明確に

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専門用語：

• マテリアルズ・インフォマティクス：材料科学とデータ科学、情報科学を融合した新しい研究手法

• Neural Network Potential (NNP)：ニューラルネットワークを用いて分子動力学ポテンシャルを表現する技術

• GPU (Graphics Processing Unit)：大量の並列計算を高速に処理できる演算装置

• ABCI (AI橋渡しクラウド)：産業技術総合研究所が運用する、AI研究開発向けの大規模計算インフラ

• 量子化学計算：量子力学の原理に基づいて分子の性質や反応を計算する手法

• カーボンニュートラル：温室効果ガスの排出量と吸収量を均衡させること

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参考文献

汎用原子レベルシミュレータMatlantisのコア技術 PFPの最新版v7をリリース - 株式会社Preferred Networks

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