材料设计装置、材料设计方法及材料设计程序与流程

1.本公开涉及材料设计装置、材料设计方法以及材料设计程序。


背景技术：

2.以往，聚合物材料的设计通过基于材料开发者的经验一边调整组成一边反复试制来进行。
3.然而，基于材料开发者的经验的试制在大多数情况下，直至获得最佳设计需要反复试制，需要很多的时间和工夫。此外，在材料开发者过去进行的设计条件的附近，局部地进行条件探索的情况多，并不面向大范围的最佳设计条件的探索。
4.例如，专利文献1中，提出了如果材料设计者指定所期望的材料功能，则提示满足材料功能的材料候选的材料设计支持系统。在专利文献1公开的材料设计支持系统中，对于满足所期望的材料功能(物性)的材料的设计条件的导出，所谓，作为用于实施反演问题解析的工具，能够利用神经网络等机器学习体系，能够将材料候选的预测高效化。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.专利文献1：日本特开2010-198561号公报


技术实现要素：

8.发明所要解决的课题
9.然而，专利文献1公开的材料设计支持系统中，没有考虑配合物质的数目的限制、配合顺序。此外，聚合物材料本身作为被配合的材料进行处理，不适于进行聚合物本身的材料设计。
10.本公开的目的在于提供同时满足所期望的多个材料物性的聚合物材料的材料设计装置、材料设计方法及材料设计程序。
11.用于解决课题的方法
12.本公开具备以下所示的构成。
13.[1]一种材料设计装置，其为设计由多种单体聚合而制造的聚合物的材料设计装置，其具备：
[0014]
学习完成模型，其学习了单体的配合比的输入信息与聚合物的物性值的输出信息的对应关系，
[0015]
配合比范围输入部，其输入至少1个单体的配合比范围；
[0016]
要求物性输入部，其输入上述聚合物的至少1个物性值的要求范围；
[0017]
综合解析点生成部，其生成使用多个单体而聚合的聚合物的综合解析点，该多个单体以配合比范围包含输入有配合比范围的至少1个单体；
[0018]
综合解析点-聚合物物性值存储部，将生成的上述综合解析点输入至上述学习完成模型以算出聚合物物性值，创建将综合解析点与算出的聚合物物性值关联而成的数据
集，存储创建的数据集；以及
[0019]
过滤部，从数据集选择通过上述要求物性输入部输入的物性值的要求范围内的聚合物。
[0020]
[2]根据[1]所述的材料设计装置，
[0021]
在上述配合比范围输入部，输入聚合所使用的单体的个数，限定聚合所使用的单体的个数，
[0022]
生成使用被限定的个数的单体而聚合的聚合物的综合解析点。
[0023]
[3]根据[1]或[2]所述的材料设计装置，
[0024]
在上述配合比范围输入部，输入对于从输入有配合比范围的单体进行聚合所必须的至少1个单体，
[0025]
生成由以配合比范围内包含必须单体的多个单体聚合的聚合物的综合解析点。
[0026]
[4]一种材料设计装置，其为设计由多种单体以2阶段聚合的接枝聚合物的材料设计装置，其具备：
[0027]
学习完成模型，其学习了单体的配合比的输入信息与聚合物的物性值的输出信息的对应关系；
[0028]
配合比范围输入部，其输入至少1个单体的配合比范围；
[0029]
要求物性输入部，其输入上述聚合物的至少1个物性值的要求范围；
[0030]
第1阶段综合解析点生成部，其从输入有配合比范围的上述单体选择至少1个第1阶段的聚合所使用的第1阶段单体，生成使用多个单体而聚合的主链聚合物的综合解析点，该多个单体以配合比范围包含至少1个第1阶段单体；
[0031]
第2阶段单体提出部，基于第1阶段综合解析点，提出至少1个与上述主链聚合物的第2阶段的聚合所使用的单体；
[0032]
统括综合解析点生成部，其由第2阶段单体和上述主链聚合物来聚合为接枝聚合物，生成上述接枝聚合物的统括综合解析点；
[0033]
综合解析点-聚合物物性值存储部，将统括综合解析点输入至学习完成模型以算出接枝聚合物的物性值，创建将统括综合解析点与算出的接枝聚合物的物性值关联而成的数据集，存储创建的数据集；以及
[0034]
过滤部，从数据集选择由上述要求物性输入部输入的物性值的要求范围内的接枝聚合物。
[0035]
[5]根据[4]所述的材料设计装置，在上述配合比范围输入部，输入聚合所使用的单体的个数，限定聚合所使用的单体的个数，
[0036]
生成使用被限定的个数的单体而聚合的接枝聚合物的统括综合解析点。
[0037]
[6]根据[4]或[5]所述的材料设计装置，在上述配合比范围输入部，输入对于从输入有配合比范围的单体进行聚合所必须的至少1个单体，
[0038]
在上述统括综合解析点生成部，生成由以配合比范围内包含必须单体的多个单体聚合的接枝聚合物的综合解析点。
[0039]
[7]根据[4]或[5]所述的材料设计装置，在上述配合比范围输入部，输入对于从输入有配合比范围的单体进行第1阶段的聚合所必须的至少1个单体，
[0040]
在上述第1阶段综合解析点生成部，生成由以配合比范围内包含必须单体的多个
单体聚合的主链聚合物的综合解析点。
[0041]
[8]一种材料设计方法，其为设计由多种单体聚合的聚合物的材料设计方法，其包括：
[0042]
模型创建步骤，其创建学习了单体的配合比的输入信息与聚合物的物性值的输出信息的对应关系的学习完成模型；
[0043]
设计条件设定步骤，其输入至少1个单体的配合比范围和上述聚合物的至少1个物性值的要求范围；
[0044]
综合解析点生成步骤，生成在配合比范围内使用由上述设计条件设定步骤输入有配合比范围的至少1个单体而聚合的聚合物的综合解析点；
[0045]
数据集创建步骤，将由上述综合解析点生成步骤生成的综合解析点输入至学习完成模型以算出聚合物物性值，创建将综合解析点与算出的聚合物物性值关联而成的数据集，将创建的数据集存储于综合解析点-聚合物物性值存储部；以及
[0046]
过滤步骤，从数据集选择由上述设计条件设定步骤输入的物性值的要求范围内的聚合物。
[0047]
[9]一种材料设计程序，其为设计由多种单体聚合的聚合物的材料设计程序，其用于使计算机实现下述功能：
[0048]
模型创建功能，其创建学习了单体的配合比的输入信息与聚合物的物性值的输出信息的对应关系的学习完成模型；
[0049]
设计条件设定功能，其输入至少1个单体的配合比范围和上述聚合物的至少1个物性值的要求范围；
[0050]
综合解析点生成功能，生成在配合比的范围内使用通过上述设计条件设定功能输入有配合比范围的至少1个单体而聚合的聚合物的综合解析点；
[0051]
数据集创建功能，将通过上述综合解析点生成功能生成的综合解析点输入至上述学习完成模型以算出聚合物物性值，制作将综合解析点与算出的聚合物物性值关联而成的数据集，将创建的数据集存储于综合解析点-聚合物物性值存储部；以及
[0052]
过滤功能，从数据集选择通过上述设计条件设定功能输入的物性值的要求范围内的聚合物。
[0053]
发明的效果
[0054]
根据本公开，能够提供能够以短时间设计满足所期望的物性的聚合物的材料设计装置、材料设计方法以及材料设计程序。
附图说明
[0055]
图1为表示实施方式涉及的材料设计装置的概略构成的一例的框图。
[0056]
图2为表示实施方式涉及的材料设计装置的概略构成的一例的框图。
[0057]
图3为表示配合比范围输入部的输入画面的一例的图。
[0058]
图4为表示配合比范围输入部的输入画面的一例的图。
[0059]
图5为表示配合比范围输入部的输入画面的一例的图。
[0060]
图6为表示配合比范围输入部的输入画面的一例的图。
[0061]
图7为表示配合比范围输入部的输入画面的一例的图。
[0062]
图8为表示要求物性输入部的输入画面的一例的图。
[0063]
图9为表示存储于综合解析点-聚合物物性值存储部的数据集的一例的图。
[0064]
图10为表示信息显示部的输出画面的一例的图。
[0065]
图11为表示材料设计装置的硬件构成的一例的框图。
[0066]
图12为通过正演问题解析部和反演问题解析部实施的处理的流程图的一例。
具体实施方式
[0067]
以下，一边参照附图一边对于实施方式进行说明。为了使说明的理解变得容易，在各附图中对于同一构成要素尽可能附上同一符号，省略重复的说明。
[0068]
参照图1～图11以说明实施方式涉及的材料设计装置1的构成。图1为表示实施方式涉及的材料设计装置1的概略构成的一例的框图。材料设计装置1为用于设计由多种单体聚合的聚合物的装置。
[0069]
如图1所示那样，材料设计装置1具备正演问题解析部10、反演问题解析部20以及gui(图形用户界面(graphical user interface))30。正演问题解析部10为使用学习完成模型13，生成使用以配合比范围包含材料设计者输入有配合比范围的至少1个单体的多个单体而聚合的聚合物的综合解析点。反演问题解析部20由基于正演问题解析部10的生成的综合解析点而制作的数据集，选择满足材料设计者的输入的物性值的要求范围的数据集。gui30为显示正演问题解析部10和反演问题解析部20的输出结果而具有对于材料设计者进行提示等功能的接口。
[0070]
正演问题解析部10具有配合比范围输入部11、综合解析点生成部12、学习完成模型13以及综合解析点-聚合物物性值存储部14。
[0071]
配合比范围输入部11输入构成设计对象的聚合物的、至少1个单体的配合比范围。配合比范围输入部11例如，能够在gui30中显示解析对象的单体列表(list)，对于材料设计者促进输入。
[0072]
作为配合比范围输入部11的项目，包括单体的配合比。图3为表示配合比范围输入部11的输入画面11a的一例的图。输入画面11a中，显示预先准备的单体列表，对于各单体，能够分别输入配合比范围的最小值和最大值。
[0073]
作为配合比范围输入部11的项目，可以进一步包括聚合引发剂、阻聚剂的量、聚合所使用的溶剂、后烘烤温度、时间等评价条件。
[0074]
综合解析点生成部12中，在配合比范围输入部11，生成使用以配合比范围包含输入有配合比范围的至少1个单体的多个单体而聚合的聚合物的综合解析点。例如，在输入单体1、单体2和单体3的3个单体的配合比范围，选择该3个单体用于聚合的情况下，首先，随机地决定最后决定配合比的要素。例如，在单体3的配合比被最后决定时，首先，作为单体1与单体2的配合比组合，在分别输入的配合比范围内，以随机或规定的步幅，制作多个配合比组合。接下来，以使配合比的和成为1(＝构成聚合物的单体总数为100％)的方式，决定单体3的配合比。在包含单体3的配合比组合中，挑选处于配合比范围输入部11中输入的单体3的配合比范围内的配合比组合，生成以被挑选的配合比组合而聚合的聚合物的综合解析点。
[0075]
可以在配合比范围输入部11中，输入聚合所使用的单体的个数，限定聚合所使用的单体的个数。如果限定聚合所使用的单体的个数，则综合解析点生成部12中，生成使用被
限定的个数的单体而聚合的聚合物的综合解析点。
[0076]
图4为表示在输入聚合所使用的单体的个数，聚合所使用的单体的个数被限定的情况下的配合比范围输入部11的输入画面11b的一例的图。输入画面11b中，作为聚合所使用的单体的个数，输入“3”，聚合所使用的单体的个数被限定为“3”。
[0077]
在聚合所使用的单体的个数被限定的情况下，综合解析点生成部12中，在配合比范围输入部11中输入的配合比范围内，生成使用被限定的个数的单体而聚合的聚合物的综合解析点。例如，在单体的数为“3”的情况下，选择3个利用配合比范围输入部11输入的配合比范围的最大值不是0的单体。例如，显示从输入有配合比范围的单体中，选择了单体1、单体2和单体3的情况下的综合解析点生成的例子。首先，随机地选择最后决定配合比的单体。例如，在单体3的配合比被最后决定时，首先，在单体1和单体2被输入的配合比范围内，以随机或规定的步幅算出多个配合比，制作各个算出的配合比的全部的配合比组合。接下来，以使配合比的和成为1(＝构成聚合物的单体总数为100％)的方式，决定单体3的配合比。制作的配合比组合中，生成以处于配合比范围输入部11中输入的单体3的配合比范围内的配合比组合聚合的聚合物的综合解析点。
[0078]
可以在配合比范围输入部11中，输入对于从输入有配合比范围的单体进行聚合所必须的至少1个单体。如果进行必须单体的输入，则在综合解析点生成部12，生成由以配合比范围内包含必须单体的多个单体而聚合的聚合物的综合解析点。
[0079]
图5为表示在配合比范围输入部11中，输入对于从输入有配合比范围的单体进行聚合所必须的至少1个单体、输入画面11c的一例的图。输入画面11c的例子中，对于单体1和单体3，进行作为必须单体的输入。
[0080]
在进行必须单体的输入的情况下，综合解析点生成部12中，作为必须单体，生成由以分别输入有单体1和单体3的配合比范围内包含的多个单体而聚合的聚合物的综合解析点。
[0081]
学习完成模型13为将包含聚合物的配合比范围的输入信息与包含聚合物物性值的输出信息的对应关系通过机器学习已经学习而公式化的模型。作为学习完成模型13，能够适用例如神经网络、遗传的算法等具有监督的学习模型。
[0082]
综合解析点-聚合物物性值存储部14将通过综合解析点生成部12生成的综合解析点输入至学习完成模型13以算出聚合物物性值，创建将综合解析点与算出的聚合物物性值关联而成的数据集，存储创建的数据集。图9为表示综合解析点-聚合物物性值存储部14所存储的数据集的一例的图。如图9所示那样，作为学习完成模型13的输入信息的单体的配合比与作为输出信息的聚合物的物性值作为1个数据集，记录于同一行。综合解析点-聚合物物性值存储部14所存储的数据集的各行与生成的综合解析点的各聚合物的物性值相对应。进一步，可以包含聚合引发剂、阻聚剂的量、聚合所使用的溶剂等配合物信息、后烘烤温度、时间等评价条件。
[0083]
这样，正演问题解析部10以材料设计者仅输入至少1个单体的配合比范围内，能够自动生成综合全部单体的配合比范围内的聚合物的综合解析点以及由该配合比生成的聚合物的聚合物物性值的数据集的方式来构成。
[0084]
反演问题解析部20具有要求物性输入部21和过滤部22。此外，上述综合解析点-聚合物物性值存储部14也包含于反演问题解析部20。
[0085]
要求物性输入部21中，输入设计对象的聚合物的至少1个物性值的要求范围。要求物性输入部21例如，能够在gui30中显示物性值的要求范围的输入画面而促进输入。
[0086]
图8为表示要求物性输入部21的输入画面21a的一例的图。作为要求物性被输入的物性值的项目，例如，包括粘度、玻璃化转变点、色差、分子量、酸值、显影性(速度、显影便携、显影残渣)、密合性、透明性、灵敏度、耐溶剂性(例如，nmp耐性)、分散性、耐热性(热分量现象)、耐热性(黄变色差)等。输入画面21a中，对于各物性值，能够输入要求范围的最小值和最大值。
[0087]
过滤部22从综合解析点-聚合物物性存储部14所存储的数据集选择满足要求物性输入部21中输入的聚合物的物性值的要求范围的综合解析点。
[0088]
这样，反演问题解析部20以材料设计者仅输入至少1个物性值的要求范围内，就能够取得全部满足输入的物性值的要求范围的聚合物的聚合所必要的多个单体的配合比的方式来构成。
[0089]
gui30具有信息显示部31。信息显示部31显示正演问题解析部10、反演问题解析部20的输出。例如显示反演问题解析部20中被选择的数据集的单体配合比和物性值。
[0090]
参照图2，对于实施方式涉及的材料设计装置2的构成进行说明。
[0091]
图2表示作为本发明的实施方式涉及的材料设计装置的构成的其它一例的材料设计装置2的概略构成。图2所示的材料设计装置2为设计由多种单体以2阶段聚合的接枝聚合物的材料设计装置，具备正演问题解析部40、与上述材料设计装置1所具备的构件同样的反演问题解析部20以及gui30。以下，以具有与材料设计装置1所具备的正演问题解析部10不同的构成的正演问题解析部40为中心进行说明。
[0092]
材料设计装置2所具备的正演问题解析部40具有：配合比范围输入部41、第1阶段综合解析点生成部42、第2阶段单体提出部43、统括综合解析点生成部44、学习完成模型45以及综合解析点-聚合物物性值存储部46。
[0093]
配合比范围输入部41输入构成设计对象的聚合物的、至少1个单体的配合比范围。配合比范围输入部41例如，能够在gui30中显示解析对象的单体列表而输入。作为配合比范围输入部41的输入画面，也能够使用上述图3的11a。
[0094]
第1阶段综合解析点生成部42中，从输入有配合比范围的单体选择至少1个第1阶段的聚合所使用的第1阶段单体，生成使用以配合比范围包含至少1个第1阶段单体的多个单体而聚合的主链聚合物的综合解析点。例如，在从输入有配合比范围的单体中选择作为第1阶段单体的单体1和单体2的情况下，首先，在单体1和单体2的各个被输入的配合比范围内，以随机或规定的步幅算出多个配合比，生成对于算出的配合比组合，附加有单体1和单体2为构成主链聚合物的单体的信息的第1阶段综合解析点。构成主链聚合物的单体的信息例如，通过将单体1的名称变更为单体1(主链)而赋予。在该情况下，学习完成模型45使用将单体1和单体1(主链)作为不同物质进行了学习的学习完成模型。
[0095]
第2阶段单体提出部43中，基于由第1阶段综合解析点生成部42生成的第1阶段综合解析点，提出通过与主链聚合物的反应而接枝聚合物被聚合的至少1个第2阶段单体，以及配合比的和成为1(＝构成接枝聚合物的单体总数为100％)的方式的第2阶段单体的配合比。第2阶段单体及其配合比的提出可以使用学习了预先确定的规则、第1阶段综合解析点和能够制造的聚合物构成的关系的学习完成模型。
[0096]
统括综合解析点生成部44中，利用第2阶段单体提出部43，以提出的第2阶段单体和提出的配合比，生成通过与主链聚合物的聚合而得的接枝聚合物的、统括综合解析点。例如，作为第2阶段的单体，提出了单体3和单体4的情况下，首先，随机地决定最后决定配合比的要素。例如，在最后决定单体4的配合比时，首先，以随机或规定的步幅制作单体3的配合比。此时，在配合比范围输入部41中输入有单体3的配合比范围的情况下，算出单体3的配合比的范围在被输入的配合比范围内。接下来，以使单体1～单体4的配合比的和成为1(＝构成接枝聚合物的单体总数为100％)的方式，决定单体4的配合比。生成的配合比组合中，生成由处于配合比范围输入部41中输入的配合比范围内的单体3和单体4的配合比组合而聚合的接枝聚合物的统括综合解析点。
[0097]
学习完成模型45可以与上述学习完成模型13相同。在对于特定的单体，第1阶段单体和第2阶段单体这两者能够使用的情况下，使用分别作为不同物质进行了学习的学习完成模型。
[0098]
可以在配合比范围输入部41中，输入构成接枝聚合物的单体的个数，限定聚合所使用的单体的总数。如果限定聚合所使用的单体的总数，则统括综合解析点生成部44中，生成使用被限定的个数的单体而聚合的接枝聚合物的统括综合解析点。
[0099]
可以在配合比范围输入部41中，输入对于从输入有配合比范围的单体进行第1阶段的聚合所必须的至少1个单体。如果进行第1阶段的聚合所必须的必须单体的输入，则第1阶段综合解析点生成部42中，生成由以配合比范围内包含必须单体的多个单体而聚合的主链聚合物的第1阶段综合解析点。
[0100]
图6为分别表示配合比范围输入部41中，输入对于将从输入有配合比范围的单体进行第1阶段的聚合所必须的至少1个单体、输入画面41a的一例的图。输入画面41a的例子中，对于各单体，该配合比的最小值和最大值以及第1阶段的聚合所使用的必须单体的输入成为可能。输入画面41a的例子中，对于单体1和单体3，进行作为第1阶段的聚合中的必须单体的输入。
[0101]
在进行必须单体的输入的情况下，第1阶段综合解析点生成部42中，第1阶段的聚合中，生成由以分别输入有作为必须单体的单体1和单体3的配合比范围内包含的多个单体而聚合的主链聚合物的第1阶段综合解析点。
[0102]
可以在配合比范围输入部41中，输入第1阶段的聚合所使用的第1阶段单体的个数，限定第1阶段的聚合所使用的单体的个数。如果限定第1阶段的聚合所使用的单体的个数，则第1阶段综合解析点生成部42中，生成使用被限定的个数的单体而聚合的主链聚合物的综合解析点。
[0103]
图7为表示配合比范围输入部41的输入画面41b的一例的图。输入画面41b中，能够输入第1阶段的聚合所使用的单体的个数。输入画面41b的例子中，作为第1阶段的聚合所使用的第1阶段单体的个数，输入“2”。
[0104]
综合解析点-聚合物物性值存储部46将通过统括综合解析点生成部44生成的统括综合解析点输入至学习完成模型45以算出接枝聚合物物性值，创建将统括综合解析点与算出的聚合物物性值关联而成的数据集，存储创建的数据集。
[0105]
这样，正演问题解析部40以材料设计者仅输入至少1个单体的配合比范围内，就能够自动生成综合全部单体的配合比范围内的接枝聚合物的综合解析点与物性值的数据集
的方式来构成。
[0106]
材料设计装置2所具备的反演问题解析部20具有要求物性输入部21以及过滤部22。此外，上述综合解析点-聚合物物性值存储部46也包含于反演问题解析部20。
[0107]
过滤部22从综合解析点-聚合物物性存储部46选择满足要求物性输入部21中输入的聚合物的物性值的要求范围的数据集。被选择的数据集限于满足输入的物性值的要求范围的聚合物，可以包含全部结构异构体。
[0108]
材料设计装置2所具备的反演问题解析部20和gui30为与上述材料设计装置1所具备的构件同样的构成。
[0109]
图11为表示材料设计装置1的硬件构成的框图。如图11所示那样，材料设计装置1能够在物理上作为包含cpu(中央处理器(central processing unit))101、作为主存储装置的ram(随机存取存储器(random access memory))102和rom(只读存储器(read only memory))103、作为输入器件的键盘和鼠标等输入装置104、显示器等输出装置105、硬盘等辅助存储装置106等的计算机系统而构成。另外，材料设计装置2也还可以具有与材料设计装置1同样的硬件构成。
[0110]
图1所示的材料设计装置1的各功能为通过在cpu101、ram102等硬件上读入规定的计算机软件(材料设计程序)，基于cpu101的控制，使输入装置104、输出装置105工作的同时，进行ram102、辅助存储装置106中的数据的读出和写入来实现。即，通过在计算机上执行本实施方式的材料设计程序，从而材料设计装置1作为图1的配合比范围输入部11、综合解析点生成部12、要求物性输入部21、过滤部22以及信息显示部31起作用。还能够实现制作将单体的配合比的输入信息与聚合物物性值的输出信息的对应关系通过机器学习而取得的学习完成模型13的模型创建功能；以及将通过综合解析点生成功能而生成的综合解析点输入至学习完成模型13而算出的聚合物物性值与综合解析点的各点关联而成的数据集存储于综合解析点-聚合物物性值存储部14的数据集创建功能。另外，图1所示的综合解析点-聚合物物性值存储部14能够通过计算机所具备的存储装置(ram102、rom103、辅助存储装置106等)的一部分来实现，图1所示的gui30能够利用计算机所具备的输出装置105、输入装置104来实现。
[0111]
本实施方式的材料设计程序存储于例如计算机所具备的存储装置内。另外，材料设计程序其一部分或全部可以成为介由通信线路等传送介质而被传送，通过计算机所具备的通信模块等而被接收并记录(包含安装)的构成。此外，材料设计程序其一部分或全部可以成为从cd-rom、dvd-rom、闪储等能够搬运的存储介质所存储的状态而记录(包含安装)于计算机内的构成。
[0112]
参照图12，说明使用了实施方式涉及的材料设计装置1的材料设计方法。
[0113]
另外，在进行图12的解析处理之前，实施制作学习完成模型13的处理(模型创建步骤)，所述学习完成模型13将包含聚合物的配合比范围的输入信息与包含聚合物物性值的输出信息的对应关系通过机器学习进行学习。模型创建步骤可以由材料设计装置1来实施，或者可以为由其它设备实施，材料设计装置1使用通过其它设备而制作的学习完成模型13的构成。
[0114]
步骤s101中，进行配合比范围的输入以及物性值的要求范围的输入。通过配合比范围输入部11，构成设计对象的聚合物的至少1个单体的配合比范围被输入的同时，通过要
求物性输入部21，聚合物的至少1个物性值的要求范围被输入(设计条件设定步骤)。配合比范围输入部11例如，将图3所示的输入画面11a显示于gui30上，使材料设计者输入配合比范围的同时，将图8所示的输入画面21a显示于gui30上，使材料设计者输入聚合物物性值的要求范围。
[0115]
步骤s102中，通过综合解析点生成部12，生成使用以配合比范围包含由步骤s101输入有配合比范围的至少1个单体的多个单体而聚合的聚合物的综合解析点(综合解析点生成步骤)。
[0116]
步骤s103～s106中，通过正演问题解析部10，将由步骤s102生成的综合解析点输入至学习完成模型13以算出聚合物物性值，创建将综合解析点与算出的聚合物物性值关联而成的数据集，创建的数据集被存储于综合解析点-聚合物物性值存储部14(数据集创建步骤)。
[0117]
首先，在步骤s103中选择1个综合解析点。步骤s104中，将选择的综合解析点输入至学习完成模型13以算出聚合物物性值。而且在步骤s105中，学习完成模型13的输入的综合解析点和输出的材料物性值被关联而成。通过步骤s103～s105的处理，生成1个数据集。生成的数据集存储于综合解析点-聚合物物性存储部14。
[0118]
步骤s106中，判断是否计算了全部的综合解析点。在没有计算全部的综合解析点的情况下(步骤s106的错)，回到步骤s103，反复进行综合解析点的选择。在计算了全部的综合解析点的情况下(步骤s106的对)，结束数据集的生成而进入步骤s107。
[0119]
步骤s107中，通过从综合解析点-聚合物物性存储部14选择满足由要求物性输入部21输入的聚合物物性值的要求范围的数据集，从而进行反演问题解析处理(过滤步骤)。
[0120]
步骤s108中，通过信息显示部31，基于由步骤s107选择的数据集，满足由步骤s101输入的聚合物物性值的要求范围的单体的配合比被显示于gui30上。信息显示部31将例如图10所例示的输出画面31a显示于gui30上。
[0121]
说明本实施方式的效果。本实施方式的材料设计装置1中，作为正演问题解析部10，具备：输入至少1个单体的配合比范围的配合比范围输入部11；生成使用在配合比范围内包含输入有配合比范围的至少1个单体的多个单体而聚合的聚合物的综合解析点的综合解析点生成部12；将通过综合解析点生成部12生成的综合解析点输入至学习完成模型13以算出聚合物物性值，创建将综合解析点与算出的聚合物物性值关联而成的数据集，存储创建的数据集的综合解析点-聚合物物性值存储部14。此外，作为反演问题解析部20，具备：输入聚合物物性值的要求范围的要求物性输入部21以及选择满足通过要求物性输入部21而输入的物性值的要求范围的数据集的过滤部22。
[0122]
这样，在本实施方式中，在正演问题解析的实施中，制作反演问题解析中所利用的数据集以存储于综合解析点-聚合物物性值存储部14。而且，在反演问题解析的实施时，参照综合解析点-聚合物物性值存储部14所存储的数据集，选择满足聚合物物性值的要求范围的数据集。即反演问题解析中，都没有进行模拟、模型演算等数值计算，而仅进行检索综合解析点-聚合物物性值存储部14所存储的数据集的操作，由此能够大幅降低计算成本，能够以短时间导出能够将满足所期望的物性值的要求范围的聚合物进行聚合的单体的配合比的最优解。
[0123]
此外，利用以往的模拟进行的反演问题解析、反演问题解析应用机器学习体系时，
在要求物性具有多个的情况下，对于各物性一边依次进行调整一边逐渐获得最优解的方式来进行演算，并不是以同时满足多种物性的方式归纳候选材料的探索并实施。多个材料物性成为彼此抵换的关系的情况多，通过反复试错直至得到最优解，从而直至求出满足所期望的材料物性的设计条件的最优解的时间长。与此相对，本实施方式中，如果将学习完成模型13的输出(聚合物物性值)设定多个，在综合解析点-聚合物物性值存储部14中制作多个聚合物物性值的项目，则能够在反演问题解析时，以同时满足多种聚合物物性值的方式归纳单体的配合比的探索并实施。由此，即使在设定多种物性值的要求范围的情况下，也能够与以往方法相比大幅降低直至导出最优解的所要时间。
[0124]
此外，综合解析点-聚合物物性值存储部14所存储的数据集为由正演问题解析中自动生成的大量的综合解析点所导出的信息，因此配合比范围、物性值的要求范围的各项目的步幅充分地小，分辨率高。因此，即使在反演问题解析时，也能够高精度地进行满足物性值的要求范围的设计条件的预测。
[0125]
以上，参照具体例的同时对于本实施方式进行了说明。然而，本公开并不限定于这些具体例。这些具体例中，本领域技术人员施加了适当设计变更的例子只要具备本公开的特征，就包含于本公开的范围内。上述各具体例所具备的各要素及其配置、条件、形状等并不限定于例示的情况而能够适当变更。上述各具体例所具备的各要素只要不产生技术上的矛盾，就能够适当改变组合。
[0126]
本技术基于2019年9月6日申请的日本专利申请2019-163105号的优先权的利益，主张其优先权，将2019-163105号的全部内容援用至本技术中。
[0127]
符号的说明
[0128]1ꢀꢀꢀꢀ
材料设计装置
[0129]2ꢀꢀꢀꢀ
材料设计装置
[0130]
10
ꢀꢀꢀ
正演问题解析部
[0131]
20
ꢀꢀꢀ
反演问题解析部
[0132]
30
ꢀꢀꢀ
gui
[0133]
11
ꢀꢀꢀ
配合比范围输入部
[0134]
12
ꢀꢀꢀ
综合解析点生成部
[0135]
13
ꢀꢀꢀ
学习完成模型
[0136]
14
ꢀꢀꢀ
综合解析点-聚合物物性值存储部
[0137]
21
ꢀꢀꢀ
要求物性输入部
[0138]
22
ꢀꢀꢀ
过滤部
[0139]
31
ꢀꢀꢀ
信息显示部
[0140]
40
ꢀꢀꢀ
正演问题解析部
[0141]
41
ꢀꢀꢀ
配合比范围输入部
[0142]
42
ꢀꢀꢀ
第1阶段综合解析点生成部
[0143]
43
ꢀꢀꢀ
第2阶段单体提出部
[0144]
44
ꢀꢀꢀ
统括综合解析点生成部
[0145]
45
ꢀꢀꢀ
学习完成模型
[0146]
46
ꢀꢀꢀ
综合解析点-聚合物物性值存储部