合肥発グリーンテック革命 AI機械科学者が牽引する高品質発展 - NewsTomo

2025年現在、中国の第14次五カ年計画の推進とともに、中国本土東部の都市・合肥が、グリーンテックと科学技術イノベーションを両立させる拠点として存在感を高めています。AIを活用した機械科学者や科学可視化スタートアップ、大学と企業を結ぶ連携エコシステムが、環境負荷の低い高品質な発展をどのように具体化しているのかを見ていきます。

AI機械科学者が変える化学研究

合肥に拠点を置く中国科学技術大学の精密・インテリジェント化学国家重点実験室では、AIを搭載した機械科学者が化学研究の常識を大きく変えつつあります。レーザー光で素材をはじいて発光を分析するレーザー誘起ブレークダウン分光法を用い、元素組成を高速に解析できるのが特徴です。

この機械科学者は、かつては数千年かかるとされた膨大な隕石配合のスクリーニングを、わずか2カ月で完了しました。高エントロピー触媒の開発でも、従来の試行錯誤なら1400年かかる計算のところを、約5週間で結果にたどり着いています。計算能力と自律的な実験操作を組み合わせることで、研究のスピードと精度を同時に引き上げているのが特徴です。

背景には、合肥の総合国家科学センターを軸とした強力な科学技術インフラがあります。世界水準のスーパーコンピューターや大型科学施設と接続し、計算リソース、アルゴリズム、実験設備を一体的に運用。理論計算で得られるビッグデータと、実験で得られるスモールデータを統合することで、論文と実用の間に横たわるギャップを埋めるモデルを構築しています。

このプラットフォームは、研究論文の自動読解から高スループット計算、試薬調製から測定・評価までの全工程を自律的に実行できるよう設計されており、化学研究のライフサイクル全体をカバーしています。

グリーンイノベーションの実社会への波及

AI機械科学者の成果は、学術的なブレークスルーにとどまらず、グリーン開発の具体的な成果として現れ始めています。実験室は企業との協力を通じてリン鉱石の採掘や利用プロセスを見直し、廃棄物と環境負荷を減らしながらコスト削減も同時に実現する新しい手法を生み出しました。

農業分野では、単一原子レベルで精密に設計された新しい農薬を開発し、中国各地30の省級地域で圃場試験を実施。必要量を抑えつつ効果を維持し、環境への負担を軽減することが期待されています。また、表面温度1300度の高熱にさらされても、裏面を長時間30度程度に保つことができる難燃材料も開発されました。新エネルギー電池の安全対策や、防火設備などへの実用化が進められようとしています。

エネルギー分野でも、燃料電池用触媒の開発が進みました。新しい触媒は、市販品と比べて過電圧を約60パーセント低減し、エネルギー消費を1割削減しながら、二酸化炭素排出削減効果も1割程度高めたとされています。水素エネルギー産業発展中長期計画（2025）で示された、低炭素な水素製造の方向性と軌を一にする取り組みです。

合肥のケースでは、AI駆動の材料探索と、鉱業、農業、エネルギーといった現場の課題が緊密に結びついている点が特徴的です。高度な科学技術が、環境対策と産業競争力の両方を支える基盤として機能し始めています。

科学を見える化するSciVisual

合肥のイノベーションは、研究室内だけで完結しているわけではありません。中国科学技術大学発のスタートアップ、SciVisualは、専門性の高い科学成果を、一般の人にも届くデジタル体験へと翻訳する役割を担っています。

この3年間で、理工系とアートのバックグラウンドを持つメンバーからなるチームは、数百人の科学者、複数の国家級大型科学施設、そして約100の最先端研究プラットフォームと協力し、複雑な科学データをインタラクティブな3Dモデルへと変換してきました。

中でも核融合シミュレーションデータの可視化は象徴的です。2.57 billion（約25億7000万）グリッドにも及ぶ膨大なデータを、誤差0.05パーセント未満に抑えつつ、元の1パーセントの容量まで圧縮し、高精度なデジタルツインとして再現することに成功しました。そこに至るまでには、関連論文の読み込みや科学者との議論を重ね、科学的な正確性と視覚的な分かりやすさの両立を図るデザインの試行錯誤が伴います。

こうして作られた3Dモデル群は、量子コンピューターの内部構造を仮想空間で分解して観察したり、宇宙現象のダイナミックな変化を体感したりする場面で活用されています。研究者の頭の中にあるイメージだけにとどまりがちだったプロセスを、誰もが見て触れられる形にすることで、先端科学と社会との距離を縮める試みといえます。

連携エコシステムが支える持続的成長

こうした個別の成果の背後には、合肥で形成されているオープンな連携エコシステムがあります。中心的な役割を果たしているのが、中国科学技術大学の精密化学ラボが主導するインテリジェントサイエンティスト・エコシステム連盟です。

この連盟には、40を超える研究機関と10社以上の先端企業が参加し、科大訊飛、Sugon、Cambriconといった企業も名を連ねます。目的は、科学データベースを強化し、多様な場面でのAI応用を深めるとともに、学際的な人材を育成することです。大学と企業の縦割りを越えた連携により、研究成果の社会実装が加速しています。

合肥市の政策環境も、技術の事業化とオープンイノベーションを重視する方向で整えられてきました。そのもとで、連盟は2023年に世界初とされる機械化学者向け命令セット、専用のオペレーティングシステム、実験テンプレートライブラリー、フェデレーテッドラーニングのアルゴリズム体系を相次いで発表しました。

これらの仕組みは現在、合肥に加えて蘇州や鄭州でも運用されており、データは各拠点にとどめたまま、学習済みのモデルだけを共有する形で共同研究を進めることを可能にしています。フェデレーテッドラーニングと呼ばれるこの手法は、データの機密性やプライバシーを守りながら、複数地域の知見を結びつけるアプローチとして注目されています。

第15次五カ年計画期を見据えて

第14次五カ年計画が最終盤に向かうなかで、合肥はすでに次の第15次五カ年計画期を見据えた都市戦略を描き始めています。AI機械科学者による研究の高度化、SciVisualのようなスタートアップによる科学の可視化、連盟によるオープンな連携基盤という三つのレイヤーが相互に作用し、技術革新とグリーン開発を同時に進めるモデルが形になりつつあります。

環境制約が強まるなかで、量の拡大ではなく質の向上をめざす経済成長をどう実現するかは、多くの都市に共通する課題です。合肥の事例は、先端科学を都市の成長エンジンとしながら、産業構造の高度化と環境負荷の低減を両立させる一つの具体的な選択肢を示しています。今後、第15次五カ年計画の議論が本格化するなかで、こうした合肥モデルがどのように磨かれ、他の地域にも共有されていくのかが注目されます。