Microsoftは2025年1月16日、新材料を設計・生成できるAIシステム「MatterGen」を発表した。
このシステムの開発はMicrosoftリサーチAI4Science部門の主任研究マネージャーTian Xie氏が主導し、研究成果は科学誌「Nature」に掲載された。
システムの性能と実証実験
MatterGenは従来のAIモデルと比較して以下の性能を達成した：
– 安定性が2倍以上向上
– エネルギー最小値への近接度が15倍以上向上
実証実験では、中国深圳先進技術研究院（SIAT）の科学者らと共同で、AIが設計した新材料「TaCr2O6」の合成に成功。目標値200GPaに対して169GPaを達成し、約80%の精度で予測が的中した。
技術的特徴
MatterGenは以下の特徴を持つ：
– DALL-Eと同様のディフュージョンモデルを使用
– 3次元結晶構造に特化した設計
– 磁気、電子、機械的特性を直接制御可能
提供形態
Microsoftは以下の形でMatterGenを提供する：
– ソースコードをMITライセンスでオープンソース化
– Azure Quantum Elementsプラットフォームを通じて利用可能
– トレーニングデータと微調整データを公開
from:Microsoft just built an AI that designs materials for the future: Here’s how it works
【編集部解説】
MatterGenがもたらす材料開発の新時代
材料開発の世界に革命的な変化が訪れようとしています。Microsoftが発表したMatterGenは、私たちの想像をはるかに超える可能性を秘めています。
従来の材料開発では、研究者たちが何百万もの化合物の組み合わせを地道にスクリーニングする必要がありました。これは膨大な時間と労力を要する作業でした。
しかし、MatterGenはこの常識を覆します。DALL-Eのような画像生成AIと同様の仕組みで、望む特性を入力するだけで、新しい材料を直接設計できるようになったのです。
技術的なブレークスルー
MatterGenの革新性は、その精度の高さにあります。生成された材料は従来のAI手法と比較して、安定性が2.9倍向上し、エネルギー最小値への近接度が17.5倍も向上しています。
特筆すべきは、中国深圳先進技術研究院との共同実験で実証されたTaCr2O6の合成成功です。AIの予測と実際の物理的特性の一致率は約80%を達成しました。
産業への影響
MatterGenの実用化により、以下の分野で大きな進展が期待できます：
- 次世代バッテリーの開発
- 高効率太陽電池の設計
- 半導体材料の革新
- 環境技術（炭素回収など）の発展
今後の展望と課題
Microsoftは、MatterGenのソースコードをMITライセンスで公開し、Azure Quantum Elementsプラットフォームを通じて提供することを決定しました。これにより、世界中の研究者がこの技術を活用できるようになります。
しかし、計算機上での設計から実用化までには、まだ多くの検証と改良が必要です。材料の安定性や製造可能性の確認、コスト面での実現可能性など、解決すべき課題は残されています。
読者の皆様へのインパクト
この技術革新は、私たちの生活に直接的な影響をもたらす可能性があります。例えば、より長持ちするスマートフォンのバッテリーや、より効率的な太陽光発電システムの実現が現実味を帯びてきました。
また、環境技術の発展により、カーボンニュートラルへの道筋がより明確になることも期待できます。MatterGenは、まさに「Tech for Human Evolution」を体現する技術革新といえるでしょう。