生成AIによる大規模シミュレーションソフトウェア開発

背景

本プロジェクトは、NGKが有する赤外線照射※1および結晶析出※2に関する理論・実験的知見と、Laboro.AIのAI技術実装に関するノウハウを融合し、製造業において重要なシミュレーション技術の開発を、より正確かつ効率的に進めることを目的として実施しました。

NGKが提供する有機化合物結晶探索サービスでは、同一の化合物成分であっても、析出条件の違いにより異なる結晶構造を作り分けることを目指しています。
結晶構造の違いは、溶解性、安定性、成形性などに影響を及ぼすため、特に製薬分野などでは重要な検討要素となっています。
一方で、さまざまな結晶形を得るためには、温度、濃度、赤外線照射条件など、多数のパラメータの組み合わせを検討する必要があり、実験のみで網羅的に検証することは困難なため、シミュレーションによる事前予測を活用した条件の絞り込みが望まれます。

開発内容

NGKとLaboro.AIは、こうした課題に対応するため、赤外線照射や結晶析出に関する物理化学法則を数式として表現し、大規模な数値計算を行うシミュレーションソフトウェアの開発に取り組んできました。
従来、このようなソフトウェア開発は人手による実装・検証が中心であり、プログラムミスのリスクや開発期間の長期化が課題となっていました。

今回の検証では、数式、条件、制約を人間が理解可能な形式で文書化し、それらを生成AIに入力することで、大規模な数値計算プログラムを正しく生成できるかを評価しました。
その結果、「守るべき開発ルール」や「手本となるベースコード」を適切に与えることで、生成AIが勝手な簡略化や誤解釈を行うことなく、正確なプログラムを生成できることを確認しました。
そして、汎用的なコーディングエージェント※3がプログラム実装の大部分を担うことができ、人間の負担を従来の３分の１程度に大幅軽減できる見通しを得ました。
これにより、開発者は理論や数式の検討、結果の解釈といった本質的な技術検討に、より注力できるようになります。　

今後の展望

NGKは、今回検証した生成AIによるプログラム生成手法を結晶形予測ソフトウェアの開発に適用することで、顧客ニーズに応じた機能拡張を迅速に行い、サービス品質および付加価値のさらなる向上を目指します。
また、両社は今後、本手法を他のシミュレーションソフトウェア開発にも展開し、研究開発から社会実装までのプロセスを一層スピーディーに進めていくことを目指します。

＜NGK株式会社 専務執行役員 製造技術本部長 宮嶋敦 コメント＞
当社では、事業構成の転換を加速させるため、DXを企業活動変革の推力と位置づけています。中でも急速に進化するAI技術は、ものづくりの競争力を左右する重要な要素であり、Laboro.AI様とも連携しながら、ものづくりプロセスへの応用を進めてきました。
当社は今回の成果を、有機化合物結晶探索におけるお客様課題解決への貢献につなげてまいります。
加えて、さまざまな新製品設計において重要なシミュレーション技術の開発加速にも応用し、新製品や新事業の創出を着実に前進させてまいります。

＜株式会社Laboro.AI 代表取締役CEO椎橋徹夫 コメント＞
世界トップレベルの技術を持つNGK様と共に、AIによる産業変革を加速させていけることを大変嬉しく思います。
今回の取り組みは、生成AIが製造業のコアである科学技術計算の領域において、人間のパートナーになり得ることを証明した画期的な事例です。
当社はこれからも、AI技術を実地的なビジネス価値へと昇華させ、日本の製造業が持つポテンシャルを最大限に引き出すことで、ミッションである「すべての産業の新たな姿をつくる。」「テクノロジーとビジネスを、つなぐ。」の実現に邁進してまいります。

※1 赤外線を物質に当てることで、分子の振動状態やエネルギー状態に影響を与える手法。
※2 液や溶融状態から、分子や原子が規則正しく配列し、固体の結晶として現れる現象。
※3 自然言語の指示に基づき、ソフトウエア開発の計画立案、コードの生成・修正からデバッグまでを自律的に遂行するAI。