マテリアルズインフォマティクスの進め方と材料探索、プロセス最適化への応用

第1部 マテリアルズインフォマティクスの進め方と材料設計、プロセス制御

(2022年5月20日 10:30〜12:30)

マテリアルズインフォマティクスおよびプロセスインフォマティクスに取り組みにあったってのデータの見方や扱い方についての全体像を把握する。

1. はじめに
   1. データ解析の基礎
   2. 扱うデータの特性を把握する
      1. 主成分分析
      2. 回帰分析の基礎
2. ケモインフォマティクスとは?
   1. データのモデル化法について
   2. モデルの逆解析について
3. 分子設計の事例紹介
   1. 医薬品分子設計
      1. 化学空間の可視化による構造探索
      2. タンパクと化合物の相互作用空間の可視化と構造探索
4. ポリマーアロイを題材とした有機材料の設計
   1. 輝度向上性フィルムの成分組成とプロセス条件の最適化
   2. PPを主体として輸液用パックの開発
   3. 共重合ポリマーの設計
      • 構造の記述子化について
   4. 少ないデータからのモノマー設計
5. 少ない実験データから出発して少ない実験回数で目的物性を実現させるには?
   • ベイズ最適化の活用
6. ソフトセンサー
   1. 化学プラントの監視のためのソフトセンサー
      1. ソフトセンサーの構築法
      2. ソフトセンサーの劣化
      3. 適応型ソフトセンサーの開発
   2. ソフトセンサーを用いた制御
7. プロセス・インフォマティクス
   • 材料設計・プロセス設計・品質管理と制御の連動
8. 自動化化学への展開
• 質疑応答

第2部 マテリアルズインフォマティクスの動向と小規模データを活用した物質探索・プロセス最適化

(2022年5月20日 13:30〜16:30)

マテリアルズ・インフォマティクスの歴史や最近の動向を概観し、成功例や課題を紹介します。その後、1つの課題である小規模データへのマテリアルズ・インフォマティクスの適用方法を、我々の研究グループでの成功例をもとに紹介します。

1. マテリアルズインフォマティクス (MI) の動向
   1. MIへの期待
   2. MIでできることとできないこと
   3. MIの歴史と最近の動向
   4. MIの産学官における最近の課題
   5. 小規模データへの適用
2. マテリアルズ・インフォマティクスを活用したプロセス最適化事例:ナノシート材料合成の制御
   1. マテリアルズ・インフォマティクスを導入した材料系の紹介
   2. データセットの準備
   3. 機械学習と考察の融合による予測モデル構築
   4. 予測モデルを活用した実験
3. マテリアルズ・インフォマティクスを活用した物質探索事例:新規リチウムイオン二次電池有機電極活物質の性能予測と探索
   1. マテリアルズ・インフォマティクスを導入した材料系の紹介
   2. データセットの準備
   3. 機械学習と考察の融合による予測モデル構築
   4. 予測モデルを活用した実験
4. 小規模・実験データへのMIの適用
   1. ツールとしてのMIを活用する時代へ
   2. データセットの準備
   3. 機械学習と経験・勘・考察の融合によるモデル構築とその応用
5. おわりに
• 質疑応答