人工知能を使い、微小な化石を正確に鑑定する技術を開発―石油探査などの地層解析に有効：産業技術総合研究所ほか

(2018年12月3日発表)

　（国）産業技術総合研究所海洋地質研究グループの板木拓也主任研究員らの共同研究グループは12月3日、地層の堆積物に含まれる様々な微粒子の中から、複雑な形状した微細な化石を人工知能（AI）で鑑定し、自動的に分離、精製するシステムを世界で初めて開発したと発表した。膨大な時間と人手がかかった数マイクロメート大の生物化石の分析を短時間で正確にできるようになる。日本電気（株）（NEC）、（株）マイクロサポート、三谷商事（株）との共同研究の成果。

　地層の解析の必要性は、地下の資源探査や地震断層分析などでますます高まっている。

　微化石は地層の中の放散虫や有孔虫、珪藻など、数μm(マイクロメートル、1µmは100万分の1m )から数㎜の大きさの生物の化石で、地層のできた時代や当時の環境を知る重要な手がかりとなる。

　ところが微化石は形状が複雑で、見分けの難しいものが多く、これまでは熟練の専門技術者が長時間かけ、顕微鏡を使って一つずつ手作業で鑑定していた。こうした地味な作業の地層解析が半世紀以上も続いた。

　産総研は2年前から、人工知能を開発しているNECと、人の手の超精密な代行ロボット（マイクロ・マニピュレーター）技術を実用化したマイクロサポート社、顕微鏡画像の精密な映像化技術を持つ三谷商事と共同で、大量の微化石を種レベルで鑑定し、分離、精製のできるシステム作りに取り組んだ。

　開発したシステムは「顕微鏡」と「マイクロ・マニピュレーター」、「人工知能」からなる。顕微鏡には高解像CCDカメラが使われ、自動的に多様な粒子の画像を撮り、精密に記録する。マニピュレーターは繊細な微化石を、スポイト状のガラスチューブで吸引しながら壊さずに採取する。人工知能に深層学習のソフトを採用し、複雑な形態の微化石を迅速正確に鑑定できる。

　産総研が保有する地質コレクションを使って様々な粒子の形状を人工知能が学習してモデルを作る。これまでは3万個の粒子画像を撮るのに数ヶ月を要したが、新しいシステムではわずか数日で収集できた。また人の手では処理できなかった100μm以下の微化石の選別や集積もできるようになった。