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脫碳大潮下另一場競爭:AI材料研發

2021/02/07

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脫碳經濟

   

      2011年,當時的美國歐巴馬政府提出了「材料基因組計劃(Materials Genome Initiative)」。這一構想是,通過解讀生物基因組(全部遺傳信息)來發展生物技術和製藥的方法,將其引入材料研發活動。

 

      美國在5年內投入了500億日元以上。中國也顯示出存在感。日本則從2015年左右開始得到了政府的大力扶持。

 

      這種方法之所以備受關注,是因為脫碳的門檻變高,需要新材料具有前所未有的性能。AI也變得越來越聰明,在圍棋方面甚至戰勝了人類。利用AI和數據來探索未知材料的時代已經來臨。

 

      轉向以數據為導向的研究將帶來巨大變化。最大的變化是研發速度的加快。新冠病毒疫苗就是一個很好的例子。只要有病毒的遺傳物質信息,過去以年為單位的開發時間可以縮短到幾個月。

 

      就像一直準備馬拉松比賽的運動員突然改成100米短跑一樣,改變的跨度非常巨大。受到顯著影響的是過去一直憑藉化學和材料科學在「馬拉松比賽」中獲獎的日本。今後,不僅是依靠經驗的工匠技藝,熟練使用AI的智慧也將受到考驗。還需要培育AI開發和處理方面的人才。

 

      在海外方面,谷歌等在AI領域具有優勢的美國IT巨頭及歐洲大型學術出版企業已開始收集材料的數據。

 

      還有觀點認為,即使被他們掌握了數據,「日本只要能在現實世界通過物質的合成技術發揮出力量就行」。果真如此嗎?日本的國際競爭力已隱隱蒙上一層陰影。

 

      據日本文部科學省科學技術和學術政策研究所統計,在備受全球矚目的研究論文數量方面,1995~1997年(平均)日本在化學領域僅次於美國,排在世界第二,份額佔到約1成。而到了2015~2017年,日本的份額降至4.9%,下滑到第6位。同一時期,中國的份額佔到約4成,超過美國,躍居世界第一。

 

      日本國立研究開發法人「物質材料研究機構」從2017年度開始完善研究環境,自動收集測量裝置數據,以及利用AI收集論文數據等。目前已經取得成果,例如發現了世界上隔熱性能最高的薄膜等。

 

      2021年度起,該機構的做法將推廣到日本全國的大學和研究機構。設想供2萬名研究人員使用。該機構的綜合型材料開發及信息基礎部門的部長出村雅彥表示:「希望在日本國內收集到包括失敗實驗結果在內的大量數據,爭取在世界上領先」。

 

      在應對全球氣候變暖方面,各國和地區都在競相開發脫碳化技術,水面下也開始了名為「材料開發」的另一場競爭。

 

      日本經濟新聞(中文版:日經中文網)草鹽拓郎、淺沼直樹

 

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