宇宙で実験する「AI研究者」を創出／ LLMが観察・判断・操作をつなぐ自律実験基盤に関する2件の特許を共同出願

スペースシードホールディングス株式会社
微細藻類・細胞から創薬、材料科学まで――地上と宇宙を横断するモジュール型研究インフラの構築を目指す




スペースシードホールディングス株式会社（本社：東京都港区、代表取締役：鈴木健吾、以下「当社」）は、子会社のリジェネソーム株式会社（本社：東京都港区、代表取締役社長：佐久間善太郎、以下「リジェネソーム」）、株式会社IDDK（本社：東京都江東区、代表取締役：上野 宗一郎、以下 IDDK）、株式会社スペースノーム研究所（本社：東京都新宿区、代表取締役：藤田大悟、以下「スペースノーム研究所」）と共同で、大規模言語モデル（LLM）を含む機械学習モデルを活用し、細胞培養や各種科学実験を自律的に進行させる装置および制御技術について、2件の特許を2026年6月10日に出願しました。

今回出願したのは、「細胞実験用統合自律実験装置およびその制御方法」と「実験モジュール統合制御装置およびその制御方法」の2件です。いずれも、リジェネソーム、スペースシードホールディングス、IDDK、スペースノーム研究所の4社による共同出願です。

当社は本出願を、単一の細胞培養装置の開発にとどまらず、将来的に微細藻類や微生物、細胞・オルガノイド、創薬スクリーニング、再生医療、材料合成など、異なる科学領域の実験を自律的に設計・実行・解析するための共通基盤に発展させていく構想の第一歩と位置づけています。

宇宙では、研究者が装置の隣に立つことができない
地上の研究室では、研究者が顕微鏡画像を確認し、細胞の状態や異常を判断し、培地や試薬を加え、温度、pH、酸素濃度などを調整します。想定外の気泡や装置の挙動が発生すれば、その場で条件を変更することもできます。

一方、軌道上や月面などの宇宙環境では、研究者が装置の隣に立ち続けることはできません。利用できる電力、容積、通信帯域は限られ、地上との通信には遅延や途絶が生じる可能性があります。宇宙実験を本格的な研究手段として普及させるためには、人が地上で担ってきた「観察する」「解釈する」「次の操作を決める」という一連の研究プロセスを、装置の内部に組み込む必要があります。

JAXAも、ポストISS時代には微小重力実験の利用主体が官から民へ移り、実験ごとに専用装置を開発する費用や準備期間、宇宙飛行士の作業時間が課題になると指摘しています。また、細胞分野では、溶液交換や観察を遠隔で行える定型化細胞培養装置「ASTROCELL」など、標準化された研究基盤の整備が進められています。

当社が目指すのは、地上から宇宙へ単に装置を持ち込むことではありません。研究者の判断プロセスそのものを装置に実装し、通信が途切れても実験を止めない「自律する研究室」をつくることです。





自動化から「自律化」へ――科学研究を変え始めたLLM
世界では現在、ロボット、機械学習、文献データベースなどを組み合わせた「Self-Driving Laboratory（自律実験室）」の研究が進んでいます。世界では、人工知能が実験条件を提案するだけでなく、文献調査、実験計画の作成、装置の操作、結果の解析、次の条件の決定までを循環的に行う「自律実験室」の研究が進んでいます。

その代表例の一つが、化学研究を支援するAIシステム「Coscientist（コサイエンティスト）」です。これは、大規模言語モデルを中核として、学術文献や実験装置のマニュアルを調べ、必要な手順を計画し、コードや実験機器を操作することで、化学実験の設計から実行までを支援するシステムです。名称には、人間の研究者とともに科学を進める「共同研究者」という意味が込められています。

また、「A-Lab（エーラボ）」は、新しい無機材料の合成条件を自律的に探索するロボット実験室です。過去の論文や材料データベースから得た情報を基に合成条件を選び、ロボットが実際に材料を作製し、分析結果を機械学習モデルへ戻すことで、次に試すべき条件を決定します。このように、実験と解析を繰り返す閉ループ型の材料探索が、すでに実証され始めています。

これらの先行事例は、AIが研究者から質問を受けて回答するだけの存在から、実際の実験装置と接続され、観察、判断、操作を繰り返す存在へと変化しつつあることを示しています。こうした自律実験室の概念を、限られた通信・電力・容積で運用しなければならない宇宙へ展開するには、特定の実験だけを自動化する装置ではなく、複数の実験機器を共通の制御層で連携させる仕組みが必要です。

今回の2件の出願は、細胞実験に特化した自律制御と、実験分野を超えて装置を組み替えられる上位の統合制御という、相互に補完する2つの技術階層を対象としています。

出願技術1：細胞の変化を観察し、次の操作をLLMが判断する
「細胞実験用統合自律実験装置およびその制御方法」では、細胞を保持する培養容器、顕微観察部、培地・試薬・生理活性物質などを送達する機構、温度・pH・溶存酸素・二酸化炭素・光などを調整する環境制御部を、ひとつの装置として統合します。

制御部は、顕微鏡画像、培養環境のセンサ値、培地や生理活性物質の送達履歴といった、形式の異なるデータを共通の文脈として機械学習モデルに入力します。そして、一連の推論から、細胞への物質送達と培養環境の調整という複数の操作を決定し続けます。

例えば、細胞の形態変化を画像から読み取り、分化誘導物質の投与量や投与時刻を変更すると同時に、温度やガス条件を調整することを想定しています。固定されたスケジュールを単に再生するのではなく、観察された細胞の状態に応じて、次に行う操作を変化させる点が本出願の特徴です。

また、地上の1G環境と微小重力環境では、液体の移動や気泡の挙動が異なります。本出願では、運用環境に応じて液送方法を切り替え、微小重力下での気泡混入を画像やセンサから検知した際には、送液速度の低下、物質放出の一時停止、パージなどの回復動作を行う構成も対象としています。

出願技術2：異なる実験装置をつなぐ「科学実験のオペレーティングシステム」
「実験モジュール統合制御装置およびその制御方法」は、細胞実験に限定されない上位の制御基盤です。観察、液体送達、培養、環境制御、分析、材料合成、物性評価など、機能の異なる実験モジュールを共通インターフェースで接続し、それぞれから得られる画像、数値、スペクトル、操作ログなどを機械学習モデルが横断的に解釈します。その結果に基づいて、各モジュールへ実行指令を配信します。

モジュールを差し替えることで、同じ統合制御基盤を異なる実験用途へ再構成することを想定しています。共通プロトコルに準拠していれば、第三者が開発した新しい実験モジュールについても、その機能や入出力仕様をLLMが読み取り、個別の大規模な作り込みを行わずに制御対象へ追加できる構成を含みます。

さらに、通信状態が良好なときは地上やクラウド上の高性能モデルを使用し、通信遅延や途絶が予測されるときは装置側のローカルモデルへ推論主体を切り替える仕組みを想定しています。これにより、軌道上や遠隔地でも実験を継続できる、エッジ・クラウド協調型の自律実験基盤を目指します。これは、個々の装置を制御するソフトウェアというよりも、異なる科学機器とデータをつなぎ、実験全体を進行させる「科学実験のオペレーティングシステム」に近い構想です。

4社が蓄積してきた研究を、ひとつの自律実験基盤へ
今回の共同出願の背景には、4社がそれぞれ進めてきた宇宙バイオ、細胞、医療、材料分野の研究があります。
微細藻類ユーグレナの宇宙実験
スペースノーム研究所は、2026年後半以降に打ち上げ予定の人工衛星「あおば」を用いた実験を推進しています。同実験では、IDDKのレンズレス顕微観察技術を活用した超小型実験ユニットにより、微小重力環境下で微細藻類ユーグレナの挙動や増殖を観察します。回収後には、遺伝子発現や成分変化の解析も予定されています。
今回の統合制御技術を発展させることで、将来は観察だけでなく、光、温度、栄養塩、ガス条件などを生物の状態に応じて自律調整する微細藻類・微生物実験への展開を見据えます。
IDDKとリジェネソームによる細胞・エクソソーム研究
IDDKとリジェネソームは2024年12月、宇宙実験に特化したエクソソーム生産装置の共同開発に向けたMOUを締結しました。
IDDKのワンチップ顕微観察技術と宇宙バイオ実験デバイス、リジェネソームのエクソソームおよびロンジェビティ研究を組み合わせ、宇宙環境における細胞実験とエクソソーム生産技術を研究するとともに、地上の医療・ヘルスケアへの応用を目指しています。
リジェネソームはさらに、エクソソームなどのナノ粒子に加え、ウイルスベクターの生産性を高める技術など、次世代の医薬品モダリティにつながる研究を進めています。2026年3月には、Good Hero Therapeuticsおよびユーグレナと、エルゴチオネインを用いたウイルスベクター生産性増強技術について共同で特許を出願しました。
マテリアルズインフォマティクスと焼結による材料開発
材料分野では、当社はAIが提示する材料候補を、保有する製造装置で実際に製造可能な候補へ絞り込む合金マテリアルズインフォマティクス探索システムを構築し、宇宙用途を含む複数の材料系で動作を確認しています。
また、岡山理科大学の森嘉久教授と、超高圧スパークプラズマ焼結装置の共同研究を進めています。超硬質材料、透明セラミックス、半導体材料などを対象として、AIが候補を提案し、焼結装置が合成し、分析結果を再びAIへ戻す、自律的な材料探索ループへの発展を見据えています。

微生物、細胞、創薬、材料を「同じ研究ループ」でつなぐ
生物学と材料科学では、使用する装置も取得するデータも大きく異なります。しかし、研究の基本的な流れには共通点があります。
観察する。状態を解釈する。仮説を立てる。条件を変更する。もう一度実験する。

当社は、LLMを単なる会話インターフェースとしてではなく、この研究ループを結ぶ制御層として活用します。
将来的には、実験装置から取得したデータと、過去の社内実験データ、論文・特許などの外部知識を組み合わせ、次に検証すべき仮説と実験条件を提示し、人間による承認または所定の安全条件を経て次の実験を開始する仕組みへ発展させます。

具体的には、次のような応用を想定しています。
- 微細藻類、酵母、細菌などの培養条件探索
- 細胞、幹細胞、オルガノイドの培養、分化条件最適化
- 薬剤候補、培地成分、生理活性物質のスクリーニング
- エクソソーム、ウイルスベクターなどの生産条件最適化
- 合金、セラミックス、半導体材料などの合成と評価
- 微小重力、放射線、低酸素などの極限環境実験
- 地上と軌道上で共通の装置・プロトコルを用いる比較研究






地上と軌道上で共通の装置・プロトコルを用いる比較研究 今後の展開
当社らは今後、今回の出願技術について、地上環境での装置統合と閉ループ制御の検証を進めます。その後、クリノスタットなどを用いた模擬微小重力環境での試験、通信制約下でのローカル推論試験、超小型宇宙実験モジュール「SpaceAgent」の実装を段階的に検討します。

また、実験モジュール、センサ、分析機器、培養技術、ロボティクス、宇宙輸送、AIモデル、医薬品・材料開発などの技術を有する大学、研究機関、企業との共同研究を推進します。

当社の宇宙利用研究事業では、研究テーマの設計、地上模擬実験、超小型実験モジュール開発、軌道上実験、データ解析、知的財産の取得・活用までを一貫して支援し、宇宙を限られた研究者だけの場所から、多様な産業が利用できる研究インフラへ変えていくことを目指しています。

スペースシードホールディングス株式会社 代表取締役 鈴木健吾 コメント
地上の研究室では、研究者が顕微鏡像を見て、細胞や微生物の状態を判断し、培地や試薬、温度やガス条件を細かく調整しています。しかし宇宙では、研究者が装置の隣に立つことはできません。地上で人が担ってきた観察、解釈、操作の往復を、装置の中に移植する必要があります。

今回の出願は、LLMを会話のためだけに使うのではなく、実験データを読み、次の操作を考え、その理由を記録する「研究の制御層」として活用するために設計したものです。

私たちは、微生物、細胞、創薬、再生医療、材料科学を、別々の研究領域としてではなく、観察と仮説検証を繰り返す共通の研究ループを行う共通の要素がある対象として捉えています。地上で育てた研究装置が、そのまま軌道上や月面でも研究を続けられる未来をつくり、宇宙を人類の新しい実験場へ変えていきます。

特許出願の概要
1．細胞実験用統合自律実験装置およびその制御方法
出願番号：特願2026-097387
出願日：2026年6月10日
出願人：リジェネソーム株式会社、スペースシードホールディングス株式会社、株式会社IDDK、株式会社スペースノーム研究所
主な対象：細胞観察、生理活性物質等の送達、培養環境制御、LLMを含む機械学習モデルによる統合推論、地上1G・微小重力環境への適応

2．実験モジュール統合制御装置およびその制御方法
出願番号：特願2026-097380
出願日：2026年6月10日
出願人：リジェネソーム株式会社、スペースシードホールディングス株式会社、株式会社IDDK、株式会社スペースノーム研究所
主な対象：異種実験モジュールの共通インターフェース接続、マルチモーダルデータの統合推論、実行指令の生成・配信、クラウド・エッジ推論の切り替え、通信制約下での自律運用

※本発表は特許の「出願」に関するものであり、現時点で特許権の成立または登録を意味するものではありません。

スペースシードホールディングス株式会社について
スペースシードホールディングス株式会社は、「SFをノンフィクションにする」をミッションに掲げる宇宙系ディープテックベンチャービルダーです。宇宙利用研究事業を軸に、微生物、ロンジェビティ、細胞・ナノ粒子、マテリアルズ・インフォマティクス、先端材料などの研究開発を組み合わせ、2040年に人類が宇宙空間で居住するために必要となる技術の社会実装を目指しています。
会社名： スペースシードホールディングス株式会社
代表者： 代表取締役 鈴木健吾
所在地： 東京都港区浜松町二丁目2番15号 浜松町ダイヤビル2F
事業内容： 宇宙利用研究、ディープテック研究開発、投資育成、事業創出
Webサイト：https://ss-hd.co.jp/