日本生物科技初创企业CHITOSE研究所（川崎市）开发出了一项利用人工智能（AI）自动控制微生物培养的技术。该技术通过多种传感器实时监测培养液，调整温度和pH达到最佳状态。在功能性食品成分的生产方面，实现了比熟练技术人员设定的培养条件多1成的产量。该技术计划到2027年度实现实用化，并在微生物培养领域的商业生产中广泛推广。
通过多种传感器实时监测培养液的情况，将温度等控制到最佳状态。（供图：CHITOSE研究所）
新能源和产业技术综合开发机构（NEDO）与协和发酵生化株式会社正在联合推进利用发酵等生物技术推动“生物制造”项目。在生产功能性食品成分的微生物培养领域，验证了使用AI进行自动控制的可行性。
在传统的培养方法中，技术人员根据温度、pH值、特定波长光线等有限的数据以及自己的经验知识和直觉来调整培养条件。CHITOSE研究所引进了记录培养液所有波长光的传感器，和能够用多个电极测量培养液中物质状态的传感器，通过让AI学习包括人类无法判断重要性的数据在内的各种数据，建立了产量预测模型。
此外，研究团队还开发了一项从当前培养液状态中推导出最适合生产量的温度和pH值，并按照该条件实时自动控制的技术。在实际的微生物培养试验结果中显示，AI能够精细地调整温度和pH值，使功能性食品成分的产量增加一成。AI根据培养液的状态每次进行不同的调整，从而实现了稳定的生产量。
日本在发酵产业中开发出了微生物培养技术，但熟练技术人员的技术传承和人才不足是当前存在的课题。
AI 自动控制有助于节省人工和降低成本。协和发酵生化株式会社的负责人表示，如果 AI 能够很好地应对环境和原料等的细微条件，“将有助于品质、供应和成本的稳定”。
验证试验为研究室内只有6升规模的条件下实施的，为此CHITOSE研究所正在探讨更大规模的商业运作，推进培养设备和 AI 模型的改良。该公司生物生产部部长河合哲志自信地表示：“希望将其培育成在各类生产中都有效的通用技术”。
在世界走向脱碳和 SDGs（可持续开发目标）的潮流中，利用发酵和生物质材料来替代化石资源的措施正在不断扩大。除食品外，通过微生物培养生产化学品、医药品原料、生物燃料等各种有用物质的技术也变得越来越重要。日本政府也制定了生物战略，力争实现产官学合作的研究开发。
日文：越川智瑛、《日经产业新闻》、2023/10/16
中文：JST客观日本编辑部
