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化学分類プログラム合成による生成的人工知能

(Chemical classification program synthesis using generative artificial intelligence)

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田中専務

拓海先生、最近うちの若手が「化学データの分類に生成AIを使える」って言うんですが、正直よく分かりません。現場でどんなメリットがあるんでしょうか。投資対効果の観点で教えてください。

AIメンター拓海

素晴らしい着眼点ですね!大丈夫、一緒に整理しましょう。要点は3つです。まず、ルール作りの手間を大幅に減らせること。次に、説明可能な(explainable)分類プログラムを自動で生成できること。最後に、データの誤りや例外を発見して人の確認を促せることです。これなら投資対効果の見積もりが立てやすくなりますよ。

田中専務

ルール作りを減らせる、というのは要するに人が手で作る「もし〜なら〜」をAIが代わりに作ってくれるという意味ですか。現場の品質管理担当が使える形になるのでしょうか。

AIメンター拓海

その通りです。ここで出てくる専門用語を簡単にします。Large Language Models(LLM, 大規模言語モデル)は文章を理解・生成するAI、SMILES(SMILES, 簡易分子記述子)は分子を文字列で表す形式です。本研究はLLMに分子のSMILESを扱わせ、実行可能な分類プログラムを自動生成する手法を示しています。要点は3つです。人手ルールの自動化、実行可能コードの生成による一貫性、説明文の自動付与です。

田中専務

なるほど。実行可能なコードが出てくれば、現場の担当がそのまま動かせますね。ただ、AIが書いたコードって信用していいものですか。ミスがあったら怖いのですが。

AIメンター拓海

いい質問です。ここで重要なのは「説明可能性(explainability)」です。生成された分類プログラムはただ動くだけでなく、自然言語でその理由を説明できるため、人が検証しやすいのです。加えて、RDKit(RDKit, 化学情報学ライブラリ)など既存の化学ツールを呼び出す形でプログラムが作られるため、検証用のテストを自動で回せます。要点は3つです。説明文、既存ライブラリとの連携、検証用のテストが可能なことです。

田中専務

それなら安心できます。ただ、うちの旧データベースには誤った分類が混じっている可能性があります。AIはそういう誤りをどう扱うのですか。既存データが学習を邪魔しませんか。

AIメンター拓海

鋭い指摘です。論文でも、既存データに誤りがあると学習結果が歪むことが報告されています。しかし本手法は生成AIを使って検証用の根拠を自動収集するアプローチを併用しています。具体的には文献検索や画像(構造図)を参照するマルチモーダル手法で疑わしいエントリを挙げ、人が最終判断できるようにするのです。要点は3つです。データの異常検出、文献や図の自動参照、人による最終確認です。

田中専務

これって要するに、AIが化学物質の分類ルールを人間の代わりに「書いてくれる」ということ?それで人が最終チェックをすれば安全だ、と。

AIメンター拓海

その理解で合っています。補足すると、運用面でのポイントは三つです。生成されたプログラムをまず小さなデータセットで検証すること、疑わしい出力は必ずトリアージするルールを設けること、そして運用担当者が説明を読んで判断できるように教育することです。大丈夫、一緒にやれば必ずできますよ。

田中専務

ありがとうございます。つまり初期投資は必要だが、ルール作成工数とヒューマンエラーが減れば回収は見込める、と。まずは現場で小さく試す、ですね。私の言葉で言うと、AIに下書きを書かせて人が校正するワークフローに変える、ということですね。

監修者

阪上雅昭(SAKAGAMI Masa-aki)
京都大学 人間・環境学研究科 名誉教授

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