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» 2022年11月01日 13時00分 公開

生命科学の匠の技をAIとロボットで伝承、産業化の促進を目指す医療技術ニュース

エピストラは神戸市役所(兵庫県神戸市)及びオンラインで記者会見を開き、ロボットやAIを活用した再生医療の実験効率化の成果について報告した。

[長沢正博MONOist]

 エピストラは10月28日、神戸市役所(兵庫県神戸市)及びオンラインで記者会見を開き、ロボットやAIを活用した再生医療の実験効率化の成果について報告した。

生命科学の研究は熟練研究者の匠に依存

 エピストラは2018年に産総研技術移転ベンチャーのロボットバイオロジーインスティテュート(RBI)のメンバーだった小澤陽介氏(現エピストラ 代表取締役 CEO)らが創業した。産総研技術ベンチャーは産業技術総合研究所の研究成果を活用した事業を行う設立5年以内のベンチャーに対して付与される。RBIは、人型実験ロボット「まほろ」の開発などを行ってきた。

 エピストラは2019年、米国の投資ファンドと神戸市が共同で取り組んだ起業家育成事業に採択され、神戸アイセンター病院や理化学研究所の網膜再生医療研究開発プロジェクトと共同研究を進めてきた。

 エピストラが掲げているのは、AI(人工知能)とロボットによる生命科学の産業化の加速だ。生命科学の発展に伴って、生命科学の実験も高度になっている。ただ、再生医療やバイオ医薬品など、細胞を培養することで最終製品を作る産業では、実験手順が長く複雑であるために、熟練した研究者の“匠”に、研究開発や製造が依存してしまうという課題が生じていた。

 生きている細胞は常に複雑に変化するため、個別の対応をマニュアル化するのは現実的ではない。例えば実験の過程で、培養した細胞を新しい培地に移す継代作業が行われるが、継代のタイミングは匠の感覚によっていた。「そろそろかなとか、細胞に元気がなくなったからなど、匠といえども定量化が困難で、教育にコストと時間を要していた。人から人へと伝えるのが難しいため、実験をスケールしづらかった」(小澤氏)。

 今回、エピストラは神戸市の理化学研究所内に新たに設立されたロボティックバイオロジープロトタイピングラボを活用して、ロボットにAIを組み合わせてそれら匠の技を移植し、自動化することに成功した。

将来的には他細胞への応用も計画

 具体的には、iPS細胞から網膜色素上皮細胞(RPE細胞)への分化誘導を対象として、まほろとエピストラのAIソフトウェアを組み合わせて、実験の手順や条件などのプロトコルの自動最適化の実証実験を行い、匠の実験実績とほぼ同等の評価値を得ることに成功した。再生医療の領域で、AIとロボットを使うことで細胞を培養する匠の技術が再現できたのは世界初という。

 匠の形式知と暗黙知を集合した。まず、どんなパラメーターが大事なのか、匠からインタビューで引き出して形式知化を行い、AIによって最適なパラメーターを探索。さらに、匠がロボットの一挙手一投足を監修して仕上げを行った。匠の動きをモーションキャプチャーでデジタル化してロボットにトランスファーする基礎研究も進めているという。

エピストラと神戸市、理化学研究所が連携して研究を促進 出所:エピストラ

 エピストラの共同創業者で理化学研究所 生命機能科学研究センター バイオコンピューティング研究チーム チームリーダーの高橋 恒一氏は「生命科学の基礎研究はますます複雑になっている。産業側では巨額の投資が必要で創薬のプロセスが難しくなり、大量かつ品質のいいデータが求められている。その中で、生命科学の実験が成功しても、産業側にもう1度橋渡しする必要があるが、複雑化した実験を人から人へと伝えるのは困難で、海外でも共通の悩みは基礎研究から産業側への橋渡しの難しさだ。そこで人からロボットに移転する方法論が確立されれば、コピーはいくらでも作ることができ、データも大量に集めることができる」と語る。今後は骨格筋幹細胞や神経細胞など、他の細胞へも応用を検討している。

 同日、iPS細胞由来網膜色素上皮(RPE)細胞移植の治療効果を、客観的かつ効率的に定量化するソフトウェアの開発に関する成果報告も行われた。

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