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    研究データ基盤の構造化で失敗データも残すメタデータ設計

    「そろえる所が本番」を示す図です。集める/そろえる/貯めるを並べています。強調しているのはそろえるです。手間がかかる所と添えています。

    📘 この記事でわかること

    • 国内26の研究機関・約1,200台の装置から出る形式の違うデータを統一化し、4年間で100万件超を構造化してきた経緯
    • 測定値だけでなく実験条件や試料の情報といったメタデータまで紐づいて、初めて後から使えるデータになるという考え方
    • うまくいかなかった実験のデータもあえて残すと決めた設計と、その視点が案件で評価される理由

    装置から出るデータを吸い上げる仕組みは、すでにさまざまなデータ基盤で形になっています。手間がかかるのはその先で、装置ごとに違う出力の形をどうそろえ、どこまで残すかという設計です。文部科学省が2025年8月に公表した資料は、その手間を4年かけて先払いした例になっています。集める・そろえる・残すという一連の設計を、研究データ基盤の実例から見ていきます。

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    1. 手間がかかるのは集めることではない

    26機関・1,200台という数字の意味

    装置からログを吸い上げる仕組みそのものは、珍しいものではありません。難しいのは集めた後、装置ごとに違う出力をどう一つの形式に落とし込むかという工程です。

    文部科学省が2025年8月に公表した資料によれば、国内26の大学・研究機関に先端設備の全国的な共用体制を整え、そこで生まれたデータを利活用しやすい形式に整えて収集・蓄積してきました1

    対象になるのは、約1,200台の機器を利用する研究から創出された各種測定値・グラフ・画像などのデータです4。装置が1,200台あれば、出力の形式もそれだけ散らばります。

    集める経路だけを整えても、後工程で詰まりやすくなります。集めることよりも、そろえることの方が、基盤全体の設計を左右します。

    図1:26の研究機関・約1,200台の装置と、そろえる前の出力の散らばり
    26の研究機関 先端設備を共用 約1,200台の装置 共用設備を利用 数値 グラフ 画像 条件 装置ごとに出力の形式が違う

    出典:文部科学省「大規模マテリアルデータ基盤を構築・共用開始」(2025年8月)をもとに作成

    規模の大きさは、単なる自慢の数字ではありません。26機関・約1,200台という広がりは、この先も装置が増え続けることを前提にした設計が必要だという意味でもあります1

    先にそろえるか、後から困るか

    装置のメーカーや世代が変われば、出力ファイルの構造も項目名の付け方も変わります。後からまとめて直そうとすると、判断できない箇所が積み上がります。

    後回しにした場合の負担は、想像以上に重くなります。項目名の対応表を作り直し、単位の食い違いを一件ずつ確認し、そのたびに元の担当者へ問い合わせる作業が発生します。

    この基盤は、集め終えてからではなく、集める仕組みと同時に形式をそろえる設計を選んでいます。外から関わるエンジニアの仕事も、まさにここに重なります。

    参画してすぐに求められるのは、大きな新機能を作ることよりも、装置が変わっても崩れないスキーマを設計し、既存の取り込み経路に無理なく足すことです。地味に見える工程ほど、基盤全体の寿命を左右します。

    装置を増やす計画がある現場ほど、この判断を早い段階で下しておく必要があります。後から加わる装置の種類が読めないうちに、変換の仕組みだけ柔軟に保っておく設計が、あとの負担を大きく減らします。

    2. 装置の数だけ出力の形が違う

    同じ「データ」でも中身の形はばらばら

    「データを集める」と一口に言っても、装置から出てくるものの正体は一様ではありません。数値の並びもあれば、グラフの波形もあり、画像として出力されるものもあります。

    形式がそろっていない状態のまま各部門に置かれていると、装置が変わるたびに専用の読み込みコードが増えます。そろえる工程を後回しにするほど、コードの数だけ保守の負担が積み上がります。

    装置ごとに異なる計測データや加工プロセスデータの形式を統一化し、機械学習などにも活用しやすい形態に整えた構造化データとして、4年間で100万件超を蓄積してきました3

    数字の大きさよりも先に押さえたいのは、統一化という工程そのものです。形式をそろえる作業を先に済ませたからこそ、後工程でまとめて使える構造化データになります。

    約1,200台の機器を利用する研究から生まれる各種測定値・グラフ・画像などのデータが、ダウンロードして利用できる形の構造化データとして整えられています4。バラバラの出力のままでは、ここまで到達しません。

    統一化にかかる作業は、出力の種類によって内容が変わります。次の表は、その違いを整理したものです。

    出力の種類ごとに、そろえる作業が変わる

    出力の種類装置ごとに違う点そろえる作業
    数値データ単位や小数点の扱い、項目名の付け方単位表記と項目名を共通の規格に変換する
    グラフ・波形データ記録形式やファイルの並び順数値だけを抜き出し、時系列と条件に結び付け直す
    画像データファイル形式や解像度、付随情報の書き方撮影条件をメタデータとして紐づけ、検索できる形にする
    実験条件・記録項目記録する項目自体が装置や担当者で異なる共通の項目名で残し、後から追える形にする

    表の右側に並ぶ作業は、どれも地味に見えるかもしれません。ですが、この工程を先に済ませているかどうかで、後から使えるデータになるかが決まります。

    集計してレポートを作る仕事よりも、そろえる規格そのものを決める仕事の方が、後から関わる人数分だけ効果が積み上がります。一度決めた項目名や単位の規格は、次の装置が増えるたびに使い回せます。

    装置ごとの担当者と条件を確認しながら規格を決める工程は、リモートでも進めやすい部分です。装置の設置場所に縛られるのは現地での計測作業であり、形式をそろえる設計や変換の実装は、離れた場所からでも担えます。

    裁量を持って規格そのものを決められるかどうかは、案件によって幅があります。決められた変換ルールに沿って作業するだけの立場より、規格の決定に関わる立場の方が、経験を積むほど条件の協議材料が増えていきます。

    3. 4年かけて100万件超を構造化した

    蓄積の規模と、公開される部分

    形式をそろえる作業を積み重ねた結果として残るのが、蓄積の規模です。事業開始後4年間で100万件超が構造化データとして蓄積されました3

    4年という期間の長さは、この規模を一度きりの棚卸しで作れないことを示しています。装置から出るデータを継続して取り込み、そろえ続けた積み重ねが、4年後にまとまった数字として表れています。

    蓄積したすべてを一度に公開するわけではありません。約11万件のデータが、令和7年9月30日から所定の利用料のもとで共用開始されています2

    利用可能な構造化データ件数は2025年7月時点で約11万件、新しい構造化データは随時追加され、年間数十万件ずつ増加する見込みとされます6

    蓄積よりも公開の方が慎重に進む理由は想像しやすいところです。使える形に整えたデータの中から、条件を確認できたものから順に共用の対象へ広げていく設計になっています。

    外から関わるエンジニアにとって、この段差は珍しいものではありません。すべてのデータを一律に開放するのではなく、権限や利用条件ごとに公開範囲を分ける設計は、他の分野の基盤づくりでも共通して求められます。

    図2:4年間で蓄積した100万件超と、そのうち公開された約11万件
    4年間で蓄積した構造化データ 100万件超 公開分 約11万件 蓄積のみの分 年間数十万件ずつ増加見込み

    出典:文部科学省「大規模マテリアルデータ基盤を構築・共用開始」(2025年8月)をもとに作成

    増え続ける前提で設計されている

    公開分が年間数十万件ずつ増える見込みという前提は、基盤側が一度作って終わりではないことを表しています6。取り込む経路も、そろえる作業も、増加を前提に維持し続ける必要があります。

    所定の利用料のもとで共用が始まるという設計も見逃せません2。誰でも無条件に使える状態ではなく、利用の範囲や条件を管理する仕組みを合わせて用意していることが読み取れます。

    蓄積した件数よりも、増え続けても崩れない仕組みの方が価値を持ちます。件数の多さより、運用が続く設計の方が長い目で効きます。

    件数が増えるたびに手作業で調整するようでは、この規模の運用は続きません。取り込みからそろえる工程までを自動化しておくことが、増加を前提にした設計の実際の中身になります。

    新しい装置が加わったときに、既存の変換ルールを壊さずに拡張できるかどうかは、実際に運用してみて初めて分かる部分です。設計段階で見積もった前提と、後から増えた装置の実態がずれることも珍しくありません。

    4. 測定値だけでは後から使えない

    数字だけ残っていても、比べられない

    測定値そのものは、数字として残すだけなら難しくありません。難しいのは、その数字がどんな条件で得られたかを一緒に残すことです。

    この基盤に含まれるデータには、実験条件に関する情報や試料の情報等のメタデータが含まれています5。物性値・測定・解析データのほか、合成や加工における温度や圧力などの実験条件、プロセスデータも紐づけられています8

    測定値の列とメタデータの列を、後から見ても対応が分かる形で並べておく設計が土台になります。列がそろっていても、どの行がどの試料・どの条件に対応するのかが崩れれば、データとしての価値は失われます。

    測定値だけを取り出しても、後から比べることはできません。何度、どの条件で測ったのかという情報が抜け落ちれば、機械学習に使う以前に、人が見返しても判断できなくなります。

    数字を集めることよりも、数字と条件を同じレコードに閉じ込めることの方が設計の要になります。別々のテーブルに分けたまま突き合わせが崩れると、後から結び直すのは容易ではありません。

    紐づけの単位をどこに置くかも判断の分かれ目です。一回の実験を単位にするのか、一つの試料を単位にするのかで、後から検索できる粒度が変わります。

    この粒度の決定は、装置を選定した担当者よりも、後から横断的にデータを扱う立場の方が気づきやすい判断です。外から関わるエンジニアの視点が生きる場面でもあります。

    メタデータの中身を分けて見る

    メタデータと一言で呼んでも、含まれる情報の種類は一つではありません。何を測ったかという情報と、どう作ったかという情報は、別の役割を持っています。

    この違いを意識せずに一つの自由記述欄へまとめてしまうと、後から機械的に読み取ることができなくなります。項目ごとに分けて残しておくことが、検索や学習に使うための前提になります。

    記録される情報具体的な中身欠けると起きること
    測定値そのもの物性値・測定・解析データ8数字だけが残り、何を測ったか分からなくなる
    実験条件に関する情報温度や圧力といった条件同じ条件で見直せず、比較の基準を失う
    試料の情報等のメタデータ実験条件に関する情報や試料の情報等どの試料の結果か分からず、後から検証できない
    プロセスデータ合成や加工の過程で生じる情報途中経過が消え、原因を追いにくくなる

    測定値を残すことよりも、測定値と条件をひもづけて残すことの方が、後の使い道を左右します。ここを省くと、集めたデータそのものが宝の持ち腐れになります。

    メタデータの設計を任される案件では、既存のスキーマを読み解き、どの項目が測定値でどの項目が条件なのかを整理し直す作業から始まります。数値を集計する経験より、構造を組み直す設計の経験が問われます。

    5. 失敗データを残すと決めている

    うまくいかなかった実験も蓄積の対象

    実務の現場では、うまくいかなかった実験の記録は真っ先に消える対象になりがちです。目的を達成できなかった結果は、残す価値が無いように見えてしまいます。

    この基盤は逆の判断をしています。装置ごとに異なるデータ形式を統一化し、AIや機械学習などにもデータの利活用が可能な形にしたうえで、失敗データを含む様々な実験データを蓄積しています7

    この記事でいちばん伝えたいのは、ここです。成功した結果だけを残す設計よりも、うまくいかなかった結果まで残す設計の方が、後から学習させたときの手がかりが増えます。

    装置を回した時点では、どの結果が後で役に立つかは分かりません。目的の値が出なかった記録も、条件と結果の組み合わせとして見れば、避けるべき領域を示す手がかりになります。

    この判断を仕組みとして支えるには、成功か失敗かを問わず同じ形式で記録し、同じ経路で構造化データに変換する設計が前提になります。うまくいかなかった記録だけを特別扱いして別枠に分けてしまうと、この基盤が示す姿にはなりません。

    図3:捨てずに残す設計と、消えてしまう設計の違い
    うまくいった実験の記録 従来から残りやすい うまくいかなかった実験の記録 通常は消えやすい 同じ構造化データとして蓄積

    出典:文部科学省「大規模マテリアルデータ基盤を構築・共用開始」(2025年8月)をもとに作成

    捨てない設計は、置き場の設計でもある

    失敗データを残す判断は、データベースの空き容量の話にとどまりません。何が測定値で、何が実験条件で、結果がどうだったかを、成功か失敗かを問わず同じ形式で残す設計が前提になります。

    外から関わるエンジニアが担うのは、集める経路を作ることだけではありません。条件を一緒に残す形を決め、失敗を捨てない置き場を用意することまでが仕事に含まれます。

    「消さない」という判断は、容量の話に見えて、評価の軸そのものを変える判断です。結果の良し悪しでデータを選別する立場から、条件と結果の組み合わせをすべて残す立場へと役割が変わります。

    地味な統合作業の積み重ねよりも、何を残し何を消すかを設計する判断の方が、基盤の価値を長く支えます。目立たない工程の中に、後から効いてくる決定が隠れています。

    6. まとめ

    ここまで見てきた設計は、集める・そろえる・残すという3つの工程を分けずに扱っている点で共通しています。この取組は、研究データの創出、統合・管理、利活用までを一体的に推進するものとして位置づけられています9

    段階基盤での中身エンジニアが担う仕事
    創出装置から生まれるデータを構造化する土台を作る出力形式を読み取り、共通の規格に変換する
    統合・管理形式をそろえたデータを一つの基盤に集約する保管・検索・利用権限の仕組みを設計する
    利活用構造化データをAIや機械学習に使える形で提供する用途に応じた提供の経路を整える

    装置ごとに違う出力をそろえる仕事は、地味に見えるかもしれません。ですが、集める仕組みよりも、そろえて残す仕組みの方が、基盤全体の価値を決めています。

    自分が担っている統合作業や前処理の仕事が、案件の現場で正当に評価されるのかという不安を抱えている場合は、この事例が一つの手がかりになります。形式をそろえ、条件を残し、失敗を捨てない設計は、どの分野の基盤づくりでも共通して重視される力だからです。

    こうした前処理や統合の経験は、場所を選ばない働き方とも相性がよい分野です。Remoguは案件の90%以上がフルリモート可能なリモートワーク案件特化のエンジニアマッチングです10。まずは登録し、自分の経験に近い条件がどう並んでいるかを確かめるところから始められます。

    7. よくある質問

    装置ごとに違う形式をそろえる仕事は、具体的に何をするのですか

    装置から出た数値・グラフ・画像などの出力を読み取り、共通の項目名や単位に変換したうえで、実験条件などのメタデータと結び付け直す作業が中心になります。表1・表2で見た違いをひとつずつ埋めていく仕事です。

    装置の追加や入れ替えのたびに変換のルールを見直す運用も含まれます。一度作った規格を壊さずに、新しい出力形式を足していく設計力が求められます。

    案件によっては、既存の規格を引き継いで拡張する立場から関わることもあれば、規格そのものを一から設計する立場から関わることもあります。どちらの立場かによって、求められる経験の中身は変わります。

    こうしたデータ統合の経験は、案件でどう評価されますか

    形式の違うデータをそろえ、条件を紐づけて残す経験は、研究データ基盤に限らず、装置やシステムが混在する現場全般で必要とされる工程です。集計や可視化だけでなく、そろえる設計まで担える経験は強みになります。

    案件の面談では、扱ったデータ量よりも、形式がそろっていない状態からどう規格を決めたかという判断の過程を尋ねられることがあります。過去に整理し直した経験を、具体的な判断の順で語れる形にしておくと伝わりやすくなります。

    失敗データを保存する設計は、他の分野にも当てはまりますか

    装置ごとに異なるデータ形式を統一化し、失敗データを含む様々な実験データを蓄積する考え方は7、特定の分野に限った話ではありません。うまくいかなかった記録を残す置き場の設計は、機械学習を前提にした基盤づくり全般で共通する視点です。

    異常検知や品質判定のように「望ましくない結果とは何か」を学習させる用途では、うまくいかなかった記録そのものが手がかりになります。成功例だけを集めた基盤では、こうした用途に対応しづらくなります。

    こうした基盤づくりの案件は、リモートで参画できますか

    データ統合や前処理は、装置の現地対応が必要な工程を除けば、リモートで進めやすい領域です。スキーマ設計や変換ロジックの実装は、現地に立ち会わなくても進められる工程だからです。Remoguではデータ活用に関わるリモート案件を条件から探すことができます。まず登録して、自分の経験に近い条件を確かめてみましょう。

    前処理やETLの経験しかなくても、参画の話は進みますか

    装置やシステムごとに違う出力をそろえてきた経験は、研究データ基盤に限らず幅広い現場で求められています。集計や可視化の経験に加えて、形式をそろえる設計まで担ってきた実績は、案件の条件を協議する際の材料になります。

    図4:創出・統合管理・利活用を分けずに進める一体運用
    創出 統合・管理 利活用 3つを分けずに一体で推進

    出典:文部科学省「大規模マテリアルデータ基盤を構築・共用開始」(2025年8月)をもとに作成

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    データを集める仕組みを作るとき、いちばん手間がかかるのは集めることではなく、後で使える形にそろえることです。まずはデータ基盤や前処理のリモート案件が、いまどんな条件で並んでいるかを見てみてください。

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    ※公開中の案件数は時期によって変わります。記事中の案件の傾向は執筆時点のものです。

    出典・参考情報

    *1 文部科学省「大規模マテリアルデータ基盤を構築・共用開始」報道発表(2025年8月26日)(2025年8月)
    *2 文部科学省「大規模マテリアルデータ基盤を構築・共用開始」報道発表(2025年8月26日)(2025年8月)
    *3 文部科学省「大規模マテリアルデータ基盤を構築・共用開始」報道発表(2025年8月26日)(2025年8月)
    *4 文部科学省「大規模マテリアルデータ基盤を構築・共用開始」報道発表(2025年8月26日)(2025年8月)
    *5 文部科学省「大規模マテリアルデータ基盤を構築・共用開始」報道発表(2025年8月26日)(2025年8月)
    *6 文部科学省「大規模マテリアルデータ基盤を構築・共用開始」報道発表(2025年8月26日)(2025年8月)
    *7 文部科学省「大規模マテリアルデータ基盤を構築・共用開始」報道発表(2025年8月26日)(2025年8月)
    *8 文部科学省「大規模マテリアルデータ基盤を構築・共用開始」報道発表(2025年8月26日)(2025年8月)
    *9 文部科学省「大規模マテリアルデータ基盤を構築・共用開始」報道発表(2025年8月26日)(2025年8月)
    *10 Remoguサイト公開情報(フルリモート可能案件の割合)