概要: 時間のかかる形成プロセスは、ナトリウムイオンコインセルの寿命およびエンドオブライフ（EOL）性能に対して、決定的な影響を与えます。本研究は、実験回数を最小化して資源消費を抑え、発見を加速しつつ、高性能な成果を得ることを目標として、期間効率のための形成プロトコルを最適化することを目的とします。具体的には、形成時間を最小化することと、EOL性能を最大化することという、互いに競合し得る2つの目的を考えます。このアプリケーションに焦点を当てたことに加え、本研究では手法上の貢献も提示します。すなわち、私たちが最適化問題に取り組むために用いる、FINALESおよびKadi RDMエコシステム間の相互運用性を可能にすることを設計した枠組みです。この構成では、FINALESフレームワークがPOLiS MAP上での実験計画と実行を統括し、Kadi4Mat内に実装されたアクティブ・ラーニング・エージェントが、多目的のバッチドベイズ最適化を用いて実験選択を導き、パラメータ空間を効率的に探索します。この相互運用性の強化により、自動化システムと人手によるワークフローの間で、複数の研究拠点をまたいだ、協調的で分散した連携が可能になります。このアプローチを用いて、形成時間とEOL性能の間のトレードオフを反復的に探索し、パレートフロントに近似する候補解を特定します。その結果得られたワークフローは、バッテリー研究におけるデータ駆動型最適化を促進するための、相互運用可能なインフラストラクチャの能力を示し、また多様な材料科学および工学の最適化タスクに適用可能な、転用可能な枠組みを確立します。
FINALESとKadi4Matの間にAIインターフェースを作り、バッテリー研究を加速する
arXiv cs.AI / 2026/5/5
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要点
- 本研究は、ナトリウムイオンコイン電池において“形成”プロセスの時間が寿命とEOL（End of Life）性能に決定的に影響する点に着目し、効率的に形成プロトコルを最適化することを目指している。
- 形成時間を短縮しつつEOL性能を最大化するという、相反しうる2つの目的の下で最適化を行い、パレートフロント近傍の候補解を見つけることを狙っている。
- 実験計画・実行を担うFINALESと、研究データ管理・選定を担うKadi RDMエコシステムを相互運用可能にする枠組みを提案し、自動化された系と人のワークフローを研究センター間で連携できるようにしている。
- この構成では、FINALESがPOLiS MAP上で実験をオーケストレーションし、Kadi4Mat内のアクティブラーニングエージェントが、多目的のバッチベイズ最適化によりパラメータ空間を効率的に探索するための実験を選定する。
- 提案ワークフローは、相互運用可能なデータ駆動基盤がバッテリー研究の発見を加速できることを示すとともに、材料科学・工学の他の最適化課題にも転用可能な枠組みとして位置付けられている。
