東京理科大学
筑波大学
岡山大学
京都大学
研究の要旨とポイント
- 次世代の説明可能AI「拡張型自由エネルギーモデル」にエントロピーの項を導入し、磁性材料における熱ゆらぎのメカニズムを世界で初めて定量的に解明しました。
- これまで認識困難だったエントロピー増大の起源を、次世代AIによる解析で初めて磁区画像上に特定・可視化することに成功しました。
- 物理・数学・データサイエンスを融合した本アプローチにより、人間が認識できない新しい材料知の発見が可能になり、EV向けモーター材料など幅広い材料開発への応用が期待されます。
【研究の概要】
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」を進化させ、新たにエントロピー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た。
（関連プレスリリース）
次世代AIで磁性材料のエネルギー損失の原因を解明 ～省エネルギーな次世代EV開発への応用に期待～
■論文情報
雑誌名：Scientific Reports
論文タイトル：Explainable analysis of the complex maze magnetic domain structure through extension of the Landau free energy model by adding an entropy feature
著者：K. Masuzawa, A. L. Foggiatto, S. Kunii, R. Nagaoka, M. Taniwaki, T. Yamazaki, C. Mitsumata, I. Obayashi, Y. Hiraoka, and M. Kotsugi
DOI：10.1038/s41598-026-39617-x
【発表者】
| 増澤賢 | 東京理科大学大学院2022年度修士課程修了 |
| Alexandre Lira Foggiatto | 東京理科大学先進工学部 マテリアル創成工学科 助教（研究当時） |
| 國井 創大郎 | 東京理科大学大学院 2021年度修士課程修了 |
| 長岡竜之輔 | 東京理科大学大学院博士課程2年 |
| 谷脇 三千輝 | 東京理科大学大学院 2024年度修士課程修了 |
| 山崎 貴大 | 東京理科大学 研究推進機構 総合研究院 助教（研究当時） |
| 三俣 千春 | 筑波大学 数理物質系 教授、東京理科大学 マテリアル創成工学科客員教授 |
| 大林 一平 | 岡山大学 学術研究院異分野融合教育研究領域（AI・数理）教授 |
| 平岡 裕章 | 京都大学 高等研究院 教授・センター長 |
| 小嗣 真人 | 東京理科大学 先進工学部 マテリアル創成工学科 教授 |
＜詳しい研究内容について＞
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～
【研究に関する問い合わせ先】
東京理科大学 先進工学部 マテリアル創成工学科 教授
小嗣真人（こつぎ まさと）
【報道・広報に関する問い合わせ先】
東京理科大学 経営企画部 広報課
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