「仮想科学者」が新たな研究の地平を切り開く(“Virtual Scientists” Could Soon Unlock New Frontiers of Research)

2025-10-23 デューク大学 (Duke)

デューク大学工学部の研究チームは、複数の大規模言語モデル(LLM)を連携させて研究者のように設計問題を自律的に解く「エージェントシステム」を開発した。従来、膨大な設計パラメータを持つメタマテリアルなどの逆設計問題は専門家でも時間を要したが、このAI群はデータ整理、ニューラルネット構築、精度検証、最適化までを分担して自動処理する。結果として、熟練科学者に匹敵する速度と精度で解を導出でき、材料設計や光学デバイス開発の効率を飛躍的に高める。システムは進行状況を自己評価し、必要に応じてデータを追加生成する“研究者的直感”も再現。研究は『ACS Photonics』誌に掲載され、AIが科学発見に主体的に関与する時代の到来を示唆する成果として注目されている。

「仮想科学者」が新たな研究の地平を切り開く(“Virtual Scientists” Could Soon Unlock New Frontiers of Research)
Advances in AI, specifically large language models forming agentic systems, are making it easier for AI to become a partner in research and even make its own discoveries.

<関連情報>

自律メタマテリアルモデリングと逆設計のためのエージェントフレームワーク An Agentic Framework for Autonomous Metamaterial Modeling and Inverse Design

Darui Lu,Jordan M. Malof,and Willie J. Padilla
ACS Photonics  Published: October 18, 2025
DOI:https://doi.org/10.1021/acsphotonics.5c01514

Abstract

The evolution from large language models to agentic systems has created a new Frontier of scientific discovery, enabling the automation of complex research tasks that have traditionally required human expertise. We developed and demonstrated such a framework specifically for the inverse design of photonic metamaterials. When queried with a desired optical spectrum, the Agent autonomously proposes and develops a forward deep learning model, accesses external tools via APIs for tasks like optimization, utilizes memory, and generates a final design via a deep inverse method. We demonstrate the framework’s effectiveness, highlighting its ability to reason, plan, and adapt its strategy autonomously and in real-time, mirroring the processes of a human researcher. Notably, the Agentic Framework possesses internal reflection and decision flexibility, allowing exploration of a large design space and the production of highly varied output. Our results suggest that autonomous agents have the potential to accelerate research in photonics and broader domains of scientific computing while reducing the expertise requirements.

1602ソフトウェア工学
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