Новый инструмент искусственного интеллекта (ИИ), разработанный исследователями из Ливерпульского университета, уже привел к открытию четырех новых материалов.
Новый инструмент уже привел к открытию четырех новых материалов, включая новое семейство твердотельных материалов, которые проводят атомы лития. Такие твердые электролиты станут ключом к разработке твердотельных аккумуляторов, обеспечивающих больший радиус действия и повышенную безопасность для электромобилей. Дальнейшие перспективные материалы находятся в разработке.
Исследовательская группа Ливерпульского университета совместно создала инструмент искусственного интеллекта, призванный сократить время и усилия, необходимые для открытия действительно новых материалов. Этот инструмент объединяет искусственный интеллект с человеческими знаниями, чтобы определить приоритетность тех частей неизведанного химического пространства, где с наибольшей вероятностью будут обнаружены новые функциональные материалы.
Открытие новых функциональных материалов – это рискованное, сложное и часто долгое путешествие, поскольку существует бесконечное пространство возможных материалов, доступных путем объединения всех элементов в периодической таблице, и неизвестно, где существуют новые, стабильные и полезные материалы. Новый инструмент искусственного интеллекта был разработан группой исследователей кафедры химии Ливерпульского университета и инновационного завода материалов под руководством профессора Matt Rosseinsky – ведущего автора исследовательской работы – для решения этой задачи.
Инструмент исследует взаимосвязи между известными материалами в недоступном для человека масштабе. Эти отношения используются для идентификации и численного ранжирования комбинаций элементов, которые могут образовывать новые материалы. Рейтинги используются учеными для целенаправленного исследования большого неизвестного химического пространства, что делает экспериментальные исследования гораздо более эффективными. Ученые принимают окончательные решения, основываясь на различных точках зрения, предлагаемых ИИ.
Профессор Rosseinsky сказал: «На сегодняшний день распространенным и действенным подходом было создание новых материалов по аналогии с существующими, но это часто приводит к материалам, аналогичным тем, которые у нас уже есть».
«Поэтому нам нужны новые инструменты, которые сокращают время и усилия, необходимые для открытия действительно новых материалов, например, разработанный здесь, который сочетает в себе искусственный интеллект и человеческий интеллект, чтобы получить лучшее из обоих».
«Этот совместный подход сочетает в себе способность компьютеров рассматривать взаимосвязи между несколькими сотнями тысяч известных материалов, масштаб, недостижимый для людей, а также экспертные знания и критическое мышление исследователей, что ведет к творческому прогрессу. Этот инструмент является примером одного из многих совместных подходов к искусственному интеллекту, которые могут принести пользу ученым в будущем».
Способность общества решать глобальные проблемы, такие как энергия и устойчивость, ограничивается нашей способностью разрабатывать и производить материалы с целевыми функциями, такими как более совершенные солнечные поглотители, производящие более совершенные солнечные панели, или превосходные материалы для аккумуляторов, производящие электромобили с большей дальностью действия и заменяющие существующие материалы с использованием менее токсичных или дефицитных элементов.
Эти новые материалы могут принести пользу обществу, продвигая новые технологии для решения глобальных проблем, а также открывая новые научные явления и понимание. Вся современная портативная электроника основана на материалах литий-ионных батарей, которые были впервые разработаны в 1980-х гг., что подчеркивает, как только один класс материалов может изменить нашу жизнь. Определение ускоренных маршрутов к новым материалам может помочь открыть невообразимые в настоящее время технологические возможности для будущего.
Статья из журнала «Engineering & Technology», 22 сентября 2021 г.
Перевод подготовила Елена Михаленко
