人工知能的手法を応用した発酵プロセス制御システムの開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555562
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 吉田 俊臣 大阪大学, 生物工学国際交流センター, 教授 (00029290)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岸本 通雅 大阪大学, 工学部, 助教授 (00144436) ; 中嶋 幹男 大阪大学, 工学部, 助手 (00273590) ; 藤山 和仁 大阪大学, 生物工学国際交流センター, 助手 (70209112) ; 高木 睦 大阪大学, 生物工学国際交流センター, 助手 (20263212) ; 関 達治 大阪大学, 生物工学国際交流センター, 教授 (50029245)
• Keywords: 計算機制御 / 人工知能的手法 / バイオプロセス / 遺伝子操作 / フェニールアラニン / 最適化 / ファジィ / ニューラルネットワーク

Research Abstract

本研究は、微生物による最適生産を可能にする計算機制御システムを構築するために、これまで蓄積してきた人工知能的手法を応用した制御システムに関する研究成果を基盤に、微生物培養プロセスの実用的な知的制御システムを開発することを目的としている。具体的には、温度感受性発現ベクターを有する大腸菌によるフェニールアラニン生産プロセスにおいて、代謝生理学的ならびに培養工学的な基礎的検討を行うとともに、これらの知識をもとにして、ファジィ理論、ニューラルネットワーク、エキスパートシステムの手法を用いたプロセスの状態推定と最適制御の為のソフトウェアの開発を図ることにした。平成7年度の成果に加えて、以下の結果を得た。
フェニールアラニン生産プロセスを対象に、制御ソフトウェアとエキスパートシステムを統合かし、培養プロセス制御のトータルシステムを完成した。さらにこの制御システムを組み換え体大腸菌の培養によるフェニールアラニン生産プロセスに応用して、プログラムのデバッギングとチューニングを行った。培養への実際的適用を評価するため実験を行った結果、培養経過中適応的に生産能力の高い生理状態を維持でき、プロセスを安定に制御できることを確かめた。