磁性材料のエネルギー損失に潜む「熱ゆらぎ」を説明可能AIで解明 ~エントロピーの効果を世界初で可視化、新材料の設計指針を提示~

代表者 : 三俣 千春  

東京理科大学 先進工学部 マテリアル創成工学科の小嗣 真人教授、増澤 賢氏(2022 年度修士課程修了)、筑波大学、岡山大学、京都大学らの研究グループは、次世代の説明可能 AI「拡張型自由エネルギーモデル(*1)」を進化させ、新たにエントロピー(*2)の項を加えたモデルを開発しました。この新モデルを用いることで、磁性材料のエネルギー損失における熱ゆらぎのメカニズムを定量解析することに成功しました。さらに、エントロピー増大の起源を顕微鏡画像上に直接可視化することにも成功しました。
電気自動車(EV)のモーターでは、エネルギー損失(鉄損)における熱的な散逸が重要な課題となっています。本研究で提案した次世代 AI を用いた解析により、温度が上がるほど磁区構造(*3)が複雑化し、エネルギー損失の一因となることを明らかにしました。さらに熱ゆらぎによるエントロピーの局所的な増大を可視化することに成功しました。この成果は省エネルギーな次世代磁性材料の設計指針を与えるものであり、本モデルの有用性を示す結果といえます。本モデルは、人間が認識困難だった隠れた材料知を可視化する AI 手法です。自由エネルギーの汎用性を活用し、半導体や電池材料など幅広い材料開発への展開も期待されます。本研究成果は、2026 年 2 月 11 日に国際学術誌「Scientific Reports」にオンライン掲載されまし
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