2026年02月20日

九大、旅客機の主翼設計を10分の1のコストで実現

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九州大学工学研究院の下山幸治教授らの研究グループは20日、AIを用いて大型旅客機の主翼の設計を従来比10分の1の計算回数で実現したと発表した。AIが「理想の主翼」を自律設計し、計算コスト1/10で大型旅客機主翼の最適形状を導出した。 　多目的ベイズ最適化（限られたデータから正解を予測する手法）により、膨大な計算が必要な主翼設計を、従来比10分の1の計算回数で実現した。 　空気の力による翼のたわみと材料の破壊を同時に考慮し、AIが自動で補強・軽量化を行うことで、空気抵抗と重量を最小化した理想の形状群を導き出した。 　部材ごとの材料特性や製造時の炭素繊維のズレの影響を解明した。水素・アンモニア燃料機など、新しい形態の次世代航空機開発において大幅なスピードアップに繋がる。 　炭素繊維強化プラスチック（CFRP）を用いた次世代航空機の設計には、燃費向上のための「翼の細長化（高アスペクト比化）」と「軽量化」の両立が最大の課題となる。 　下山幸治教授らの研究チームは、強力なAI手法である「多目的ベイズ最適化」を導入し、膨大な計算（数千回）が必要な設計解析を従来の10分の1まで短縮することに成功した。 　空気力による翼のたわみを計算しながら、材料が壊れないギリギリの厚みを自動調整する手法を開発した。同教授らは今回、AIが「強度が足りない部分は補強し、無駄な部分は削ぎ落とす」工程を自律的に繰り返すことで、空気抵抗と重量を最小化した理想の主翼を自動で導き出すことに成功した。 　同研究成果は、2月6日に複合材料専門誌「Composite Structures」に掲載された。