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AIによる有機分子の設計とその実験的検証に成功

～有機エレクトロニクスなど機能性分子の設計に道筋～

2018.08.24
(2018.08.27 更新)

理化学研究所とNIMSらの共同研究グループは、人工知能 (AI) を用いて、所望の特性を持ちかつ合成可能な有機分子の設計に成功しました。本研究成果は、今後、有機エレクトロニクスなどにおける機能性分子の設計に貢献すると期待できます。

理化学研究所 (理研) 革新知能統合研究センター分子情報科学チームの隅田真人特別研究員、津田宏治チームリーダー、物質・材料研究機構国際ナノアーキテクトニクス研究拠点の石原伸輔主任研究員、田村亮主任研究員らの共同研究グループは、人工知能 (AI) を用いて、所望の特性を持ちかつ合成可能な有機分子の設計に成功しました。

本研究成果は、今後、有機エレクトロニクスなどにおける機能性分子の設計に貢献すると期待できます。

これまで、AIによる有機分子の自動設計が行われてきましたが、多くの場合、設計された分子の構造が、自然界に存在する分子や過去に合成された分子とは大きく乖離していました。そのため、それらの分子が安定に存在できるのか、また実際に合成できるのか、所望の特性を示すのかなどについてはよく分かっていませんでした。

今回、共同研究グループは、光の吸収波長をターゲットに、「深層学習によるAI技術」と「量子力学に基づいた分子シミュレーション技術」を組み合わせることで、AIが設計した有機分子から、安定でありかつ所望の特性を持つ分子を自動選別することに成功しました。さらに、この手法によって選別された数十個の分子のうち、数個の分子を実際に合成して所望の特性があることを確認し、AIが分子設計に有用であることを実証しました。

本研究は、アメリカ化学会の科学雑誌『ACS Central Science』 (2018年8月20日) に掲載されました。

掲載論文


題目 : Hunting for organic molecules with artificial intelligence: Molecules optimized for desired excitation energies
著者 : Masato Sumita, Xiufeng Yang, Shinsuke Ishihara, Ryo Tamura, Koji Tsuda
雑誌 : ACS Central Science
掲載日時 : 2018年8月20日
DOI : 10.1021/acscentsci.8b00213

本件に関するお問い合わせ

(研究内容に関すること)

理化学研究所
革新知能統合研究センター 分子情報科学チーム
特別研究員

隅田 真人 (すみた まさと)

Tel:04-7135-5516

E-Mail:masato.sumita=riken.jp
([ = ] を [ @ ] にしてください)

理化学研究所
革新知能統合研究センター 分子情報科学チーム
チームリーダー
(東京大学大学院 新領域創成科学研究科 教授、物質・材料研究機構 統合型材料開発・情報基盤部門）

津田 宏治 (つだ こうじ)

Tel:04-7136-3983

E-Mail:tsuda=k.u-tokyo.ac.jp
([ = ] を [ @ ] にしてください)

国立研究開発法人物質・材料研究機構
ナノアーキテクトニクス材料研究センター（MANA）

主任研究員

石原 伸輔 (いしはら しんすけ)

Tel:029-860-4602

E-Mail:ISHIHARA.Shinsuke=nims.go.jp
([ = ] を [ @ ] にしてください)

国立研究開発法人物質・材料研究機構
ナノアーキテクトニクス材料研究センター（MANA）

主任研究員
(東京大学大学院 新領域創成科学研究科)

田村 亮 (たむら りょう)

Tel:029-860-4948

E-Mail:TAMURA.Ryo=nims.go.jp
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(JST事業に関すること)

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新領域創成科学研究科 総務係

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