大規模言語モデルによるひらめきの創出~分野横断的な課題解決策を生成する手法の開発~

2025-10-07 横浜市立大学

横浜市立大学の寺山慎一准教授らは、大規模言語モデル(LLM)が分野横断的課題に対して「創発的ひらめき」を生成する仕組みを体系化した。研究では、課題文を多分野概念に分解し、LLMがそれらを再結合する際の概念距離と新規性を定量化。AIの発想が専門分野を越えて新しい関連性を見出す過程を分析した。科学・医療・社会問題の創造的解決策提案に応用できる可能性が示された。成果は国際会議AAAI 2025で発表予定。

大規模言語モデルによるひらめきの創出~分野横断的な課題解決策を生成する手法の開発~
図1 SELLMのフロー
最初に、知識や技術を網羅するリストから各知識を1つずつ取り出し、その知識に関する「専門家」として振る舞うよう、LLMにテキストベースで指示する。次に、それぞれの「専門家」に対し課題を与え、解決策を提案させる。

<関連情報>

生成された包括的な専門家を介して大規模言語モデルに隠された効果的な解決策を抽出する:電子機器の開発におけるケーススタディ Extracting effective solutions hidden in large language models via generated comprehensive specialists: case studies in developing electronic devices

Hikari Tomita,Nobuhiro Nakamura,Shoichi Ishida,Toshio Kamiya & Kei Terayama
Communications Materials  Published:06 October 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s43246-025-00946-5

Abstract

Recently, the use of large-scale language models (LLMs) for generating research ideas and constructing scientific hypotheses has been gaining significant attention. However, real-world research and development often require solving complex, interdisciplinary challenges where solutions may not be readily found through existing knowledge related to the problem. Therefore, it is desirable to leverage the vast, comprehensive knowledge of LLMs to generate effective, breakthrough solutions by integrating various perspectives from other disciplines. Here, we propose SELLM (Solution Enumeration via comprehensive List and LLM), a framework leveraging LLMs and structured guidance using MECE (Mutually Exclusive, Collectively Exhaustive) principles, such as International Patent Classification (IPC) and the periodic table of elements. SELLM systematically constructs comprehensive expert agents from the list to generate cross-disciplinary and effective solutions. To evaluate SELLM’s practicality, we applied it to two challenges: improving light extraction in organic light-emitting diode (OLED) lighting and developing electrodes for next-generation memory materials. The results demonstrate that SELLM significantly facilitates the generation of effective solutions compared to cases without specific customization or effort, showcasing the potential of SELLM to enable LLMs to generate effective solutions even for challenging problems.

1603情報システム・データ工学
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