マテリアルズ・インフォマティクス(MI)やプロセス・インフォマティクス(PI)の導入が進む中、多くの現場でこんな課題に直面していないでしょうか。
「配合比やプロセス条件といった数値データで機械学習を回してみたが、予測精度が頭打ちになっている」
「電子顕微鏡画像は大量にあるのに、熟練者の目視に頼っていて、客観的な評価ができていない」
材料の最終的な特性(強度、導電性、粘着力など)は、単なる入力条件だけでなく、その結果として形成される「微細構造」や「分散状態」に大きく依存します。しかし、それらを捉える画像データは、多くの現場で未活用のまま眠っているか、属人的な評価に留まっています。
今回は、この「眠っている画像データ」をどうやって材料開発のデータ資産に変えるか、その可能性と実践的なアプローチを解説します。
1. 材料開発の現場に眠る「画像データ」
材料開発・プロセス開発の現場には、日々膨大な画像データが生成されています。
- 電子顕微鏡画像(SEM/TEM):フィラーの分散状態、粒子の凝集度、破面の観察
- 光学顕微鏡画像:表面の欠陥、結晶構造の観察
- 外観写真:粘着剤の剥離後の糊残り、フィルムの外観品質
これらの画像には、材料の性能に関わる多くの手がかりが含まれています。しかし、その多くは「見て終わり」になっていないでしょうか。
研究報告書に貼り付けられた顕微鏡画像、実験ノートに残された外観写真——それらは記録として残っているものの、データとして活用されることはほとんどありません。
2. なぜ画像データは活用されないのか
画像データが活用されない理由は、大きく3つあります。
① 定量化が難しい
画像から「分散が良い/悪い」「欠陥が多い/少ない」といった判断はできても、それを客観的な数値(特徴量)に変換するのは容易ではありません。手作業での計測は時間がかかり、対象が複雑になると現実的ではなくなります。
② 数値データと統合できない
仮に画像から何らかの数値を抽出できたとしても、それを配合データやプロセス条件と紐付けて、機械学習の説明変数として扱う仕組みがなければ、MI・PIの枠組みに組み込むことはできません。
③ 属人的な評価に留まる
熟練研究者の目視による判定は精度が高い一方で、「解析の属人化」「再現性の不足」「後任への技術継承の困難さ」という課題を抱えています。
3. 画像解析AIで何ができるか
これらの課題を解決するのが、画像解析AIです。
KNiT株式会社が提供する画像解析AIソリューション「GeXeL(ジクセル)」は、独自のアルゴリズムにより、顕微鏡画像などの非構造化データから高精度な特徴量を抽出・定量化します。
具体的にできること
① 分散・凝集状態の定量化
フィラーや添加剤の粒子分布を解析し、分散度や凝集度を数値化します。これにより、「分散が良い」という感覚的な評価を、客観的な指標に変換できます。
② 欠陥・糊残りの客観評価
フィルム表面の欠陥や、粘着剤の剥離後の糊残りモード(界面破壊・凝集破壊など)を自動分類し、残渣量を定量化します。
③ 再現性の確保
AIによる自動解析により、**誰が解析しても同じ結果が得られる「再現性」**を確保できます。属人化していた画像評価を、標準化された客観的な評価へと転換します。
4. 画像特徴量 × MI解析の可能性
画像解析AIで抽出した特徴量を、Polymerize Labsに取り込むことで、MI・PIの新たな可能性が開けます。
① 構造と特性の相関解明
画像から得られた「粒子径」「分散度」「欠陥密度」といった特徴量を、配合条件・プロセス条件と紐付けて機械学習させることで、**「どのような製造条件が、微細構造に影響を与え、最終的な製品性能(強度や品質)につながるか」**という関係を解明できます。
これまで数値データだけでは捉えきれなかった「構造」という媒介変数を加えることで、予測モデルの精度が飛躍的に向上します。
② 配合・プロセス条件の最適化(逆解析)
画像から得られた定量データをベースに、次の実験条件をAIが推奨(逆解析)します。
例えば、「目標とする分散状態を得るための最適な混練条件は?」「糊残りを最小化する塗工・乾燥プロセスは?」といった問いに対し、データに基づいた答えを導き出せます。
③ データ駆動型の開発加速
これにより、試行錯誤の回数を大幅に削減し、開発期間の短縮および製造プロセスの歩留まり改善に貢献します。
5. KNiT × Polymerizeの連携:一気通貫のワークフロー
KNiTとPolymerizeは、2026年2月より画像解析領域での業務提携を開始しました。
この提携により、画像の特徴量化からAIモデリング、材料設計・工程条件の最適化までを一気通貫で支援できる体制が整いました。

ワークフローの流れ
- GeXeL(KNiT):顕微鏡画像等から高精度な特徴量を抽出
- Polymerize Labs(Polymerize):特徴量を既存の配合・プロセスデータと統合し、機械学習モデルを構築
- 予測・最適化:目標特性を達成するための条件を逆解析で導出
この一連のフローにより、これまで「見るだけ」だった画像データが、予測と最適化を支える重要な変数へと変わります。
まとめ:画像データを資産に変える
材料開発の現場に眠る画像データは、適切に定量化・統合することで、開発を加速させる強力な資産になります。
画像解析AIとMI解析を組み合わせることで、これまで見えなかった「構造と特性の関係性」を明らかにし、データ駆動型の材料設計を次のステージへと引き上げることができます。
ウェビナーのご案内
画像解析AI × MI解析で生み出す材料開発ブレークスルー:画像データを活用したAI駆動型アプローチの実践
日時:2026年3月24日(火)15:00〜15:45
本ウェビナーでは、画像解析からMI解析までの具体的なワークフローと、実際のユースケースを詳しく解説します。
こんな方におすすめ:
- 既存のMI/PIに限界を感じている方
- 画像評価の「属人化」に悩んでいる方
- 画像データをMI/PIの変数(特徴量)として活用したい方
- 「構造」と「特性」の関係性を解明したい方
詳細・お申込:https://go.polymerize.jp/knit-polymerize-webinar-2603
[お問い合わせはこちら:contact_jp@polymerize.io]
文責:藤田 雅大(Technical Customer Success)
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