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【講演概要】
近年、マテリアルズ・インフォマティクスやAIの進展に伴い、実験の自動化（ラボオートメーション）への関心が高まっています。しかし、高価な大型装置の導入はハードルが高く、小規模な実験室での実現は困難と思われがちです。本講演では、市販のロボットアームや電子工作、3Dプリンタを活用した「安価で・小さく始める」実験自動化の手法を、具体的な開発事例や失敗談を交えて解説します。単純作業の代替だけでなく、実験の再現性向上やデータ管理、AI活用を見据えた研究開発の効率化について実践的な知見を共有します。
【受講後、習得できること】
・自ラボの作業を「再現性」と「効率」の観点で棚卸しし、自動化候補を特定する方法
・低コスト構成（ロボットアーム＋3Dプリント＋Python）でのPoC設計と費用・期間の見積もり
・電動ピペット改造の設計要点と安全面の留意点
・改良プロセスの進め方（失敗要因の特定→設計改善→再評価）とスケールアップの勘所
・将来の自律化（条件推薦→実験→改善）に向けたロードマップの描き方
1.研究開発における「実験の自動化」の必要性と背景
2.自動化のメリット：効率化、再現性向上、属人性の排除
2.1 実験再現性の向上とばらつき低減
2.2 属人性の排除と技術継承の容易化
3.導入の障壁と対策：予算・スペース・安全設計・必要なスキル
3.1 初期投資（予算）の課題と段階的
3.2 安全設計とリスクアセスメント導入
4.自動化の対象選定：人間が苦手な作業とロボットが得意な作業
5.機器選定のポイント：ホビー用ロボットと産業用ロボットの違い
6.【実例1】固相反応法における粉末秤量・混合プロセスの自動化
7.【実例2】X線回折（XRD）測定における試料搬送の自動化
8.身近なツールの活用：電動ピペットの分解と外部制御化（電子工作）
8.1 市販機器の内部構造の理解
8.2 外部制御信号の取り出し方法
8.3 安価な自動化ユニットとしての応用
9.制御回路の基礎：Arduinoを用いた信号制御
10.3Dプリンタを活用した実験器具・専用アタッチメントの設計と製作
11.Pythonによるロボットアームと周辺機器の連携制御
12.失敗から学ぶ装置改良のプロセス（単一機能から複合機能へ）
13.小規模実験室におけるデータ管理とシステム連携
14.研究室内LLM（RAG）の導入によるナレッジ共有と検索効率化
15.自動化から自律化へ：AI実験条件推薦システムとの統合
16.今後の展望とまとめ
【質疑応答】
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