トーヨータイヤは、社会の要請に応える高性能なタイヤを開発、提供するために、独自のゴム材料開発基盤技術「Nano Balance Technology（ナノバランステクノロジー）」の技術革新を継続的に進めている。また、マテリアルズ・インフォマティクス（以下、MI）を利用したゴム材料の特性予測技術や材料構造の最適化技術を開発した。
短時間で高性能な製品を作るMI技術
近年、材料開発のプロセスにおいてもAIや機械学習などが用いられ始め、MI技術によって、その領域の潮流は変わりつつある。これまでは技術者の経験値と繰り返し実施する実験による試行錯誤のなかで新素材へのアプローチを行なってきたことから、開発には相当量の時間を要していた。
トーヨータイヤでは、資産としてストックした既存データをベースに、2018年よりMI技術を用いた配合と物性の予測技術の検証を本格的に実施。技術の精度を向上し、2019年には外部情報との紐づけといった対象データの拡大適用も検証できた。
今後、保有データをフルに有効活用できる環境を整備するとともに、従来にない視点での解析方法や予測データを用い、開発を高度に最適化するMI技術を駆使した新素材の実現を進め、「高性能な製品開発」と「開発時間短縮・コスト低減」の両立を図っていく。
MI技術で効率的な材料開発を実現
ゴム材料は主要原料であるポリマーに補強剤、各種薬剤が添加された複合材料。いずれの薬剤も製品特性に直接作用するため、その種類や量、また、加工方法の調整による複雑な制御が必要である。
今回、MI技術を導入して特性や配合の推測値を高精度に出力するシステムを構築したことにより、最小限のテストで効率的な材料開発が可能となった。システムには予測に使用する変数間の非線形な関係を関数としてモデル化した非線形推定モデルを実装しており、データベースに外部情報を取り込むことでこれまでの知見を超えた拡張予測を行ない、高性能材料の開発にも活用していく。
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