ナレッジグラフを使って材料実験の専門家エージェントを作ってみた

2011年ころからグラフ型DBに携わる 1

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応用物理学会にて「MCPとナレッジグラフを用いたALD実験条件選定支 援」を発表 【ポスター発表情報】 ■日時：2026年3月18日（水）9:30～11:00 ■会場：Poster Award会場 18a-PA1-22 ■カテゴリー：23 インフォマティクス応用 ■タイトル：「ARIM共用データの高度活用に向けた生成AIエージェントの開発：MCP とナレッジグラフを用いたALD実験条件選定支援」 ■発表者：〇桑田 武（物質・材料研究機構）、有本 宏（産業技術総合研究所）、 山崎 将嗣（産業技術総合研究所）、 鬼澤 敦子（産業技術総合研究所） 詳細は、ARIMページに掲載しています。 システムの説明動画もあります。 https://nanonet.go.jp/page/page001050.html 3

• https://nanonet.go.jp/page/page001050.html

AIにとって、捜しやすい、分かりやすいデータベース 課題 プリカーサ ユーザ 実験カテゴリ 成膜材料 プロセス条件 実験 各種特性 • GrowthRate - 成膜速度 • ALDWindow - ALDウィンドウ • IncubationTime - インキュベー ション時間 • HFEtchingResistance - HFエッ チング耐性 • Composition - 組成分析 • Contamination - コンタミネーショ ン • Crystallinity - 結晶性 • OpticalProperties - 光学特性 • ElectricalProperties - 電気特性 • OtherProperties - その他の特性

LLMとALDのデータ群をつなげるシステム構成

デモ動画 6

専門家評価と課題の特定 過去1年半の問い合わせ86件からテストケース20件を抽出し，ALD 専門家が有用性を5段階で評価した。有用性スコアは平均3.3/5で， 15問が実務参考レベル（3以上）であった。ALD知識の不足が失敗原 因となった質問は0問であった。 有用性2以下の5問の原因は以下の3つに帰属された。 ① KG属性名の問題： 日本語・特殊文字の属性名（例：「基板温度 _[℃]」）によりCypherクエリ生成に失敗。架空ID生成（ハルシネー ション）にもつながった。 ② 施設固有知識の不在： 条件出し実験や持ち込みプリカーサの識 別はLLMが事前学習から獲得不可能な知識である。 ③ データ不在時の対応力不足： 該当データがない場合に適切な代替 戦略を取れなかった。 7

今回、試したアプローチ 8

精度や解釈 （LLMにプロンプトで実験データを提供した場合） ◼ 全ての実験データをプロンプトで提供すると、精度が悪くなる例がみられた ◼ 質問の解釈の違いにより、結果が異なる場合もみられた 質問：TiNやTaNなどの導電性膜への絶縁膜の連続ALD生成は出来ますか？ 参考となる実験が網羅されていない。 0221系、0229系実験は、全てTiNの 積層成膜を実施しているが、提示され ていない。 実験IDの末番号-03のみの実験を提示 しているが、-01と-02も提示すべき。 0242系実験についても、-01も提示す べき 9

LLMによる活用例 365測定、250項目 検索が難しい スパース（250項目中、約40項目のデータ入力） 10