Ai Technology Creation Concept
Thông tin công nghệ

Công cụ trí tuệ nhân tạo mới giúp tăng tốc khám phá vật liệu thực sự mới

AI Technology Creation Concept

Công cụ trí tuệ nhân tạo mới đã dẫn đến việc khám phá ra bốn vật liệu mới.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Liverpool đã tạo ra một công cụ trí tuệ nhân tạo hợp tác giúp giảm thời gian và nỗ lực cần thiết để khám phá các vật liệu thực sự mới.

Báo cáo trên tạp chí Nature Communications , công cụ mới đã dẫn đến việc phát hiện ra bốn vật liệu mới, bao gồm một họ vật liệu trạng thái rắn mới dẫn điện liti. Các chất điện phân rắn như vậy sẽ là chìa khóa cho sự phát triển của pin trạng thái rắn cung cấp phạm vi hoạt động xa hơn và tăng độ an toàn cho xe điện. Các tài liệu hứa hẹn hơn đang được phát triển.

Công cụ này kết hợp trí tuệ nhân tạo với kiến thức của con người để ưu tiên những phần của không gian hóa học chưa được khám phá, nơi các vật liệu chức năng mới có nhiều khả năng được tìm thấy nhất.

Khám phá các vật liệu chức năng mới là một hành trình rủi ro cao, phức tạp và thường dài vì có một khoảng không gian vô hạn của các vật liệu có thể tiếp cận được bằng cách kết hợp tất cả các nguyên tố trong bảng tuần hoàn và không biết vật liệu mới tồn tại ở đâu.

Công cụ AI mới được phát triển bởi một nhóm các nhà nghiên cứu từ Nhà máy Đổi mới Vật liệu và Hóa học của Đại học Liverpool, do Giáo sư Matt Rosseinsky đứng đầu, để giải quyết thách thức này.

Nhà máy Đổi mới Vật liệu của Đại học Liverpool. Tín dụng: Đại học Liverpool

Công cụ này kiểm tra các mối quan hệ giữa các vật liệu đã biết ở quy mô mà con người không thể đạt được. Những mối quan hệ này được sử dụng để xác định và xếp hạng số lượng các kết hợp của các yếu tố có khả năng tạo thành vật liệu mới. Bảng xếp hạng được các nhà khoa học sử dụng để hướng dẫn việc khám phá không gian hóa học rộng lớn chưa được biết đến một cách có mục tiêu, giúp cho việc điều tra thực nghiệm hiệu quả hơn nhiều. Các nhà khoa học đó đưa ra quyết định cuối cùng, được thông báo bằng quan điểm khác nhau do AI đưa ra.

Tác giả chính của bài báo, Giáo sư Matt Rosseinsky cho biết: “Cho đến nay, một cách tiếp cận phổ biến và mạnh mẽ là thiết kế các vật liệu mới bằng cách tương đồng chặt chẽ với những vật liệu hiện có, nhưng điều này thường dẫn đến những vật liệu tương tự như những vật liệu chúng ta đã có.

“Do đó, chúng tôi cần các công cụ mới giúp giảm thời gian và nỗ lực cần thiết để khám phá các vật liệu thực sự mới, chẳng hạn như công cụ được phát triển ở đây kết hợp trí tuệ nhân tạo và trí tuệ con người để tận dụng tối đa cả hai.

“Phương pháp hợp tác này kết hợp khả năng của máy tính trong việc xem xét các mối quan hệ giữa hàng trăm nghìn vật liệu đã biết, một quy mô không thể đạt được đối với con người, và kiến thức chuyên môn và tư duy phản biện của các nhà nghiên cứu con người dẫn đến những tiến bộ sáng tạo.

“Công cụ này là một ví dụ về một trong nhiều cách tiếp cận trí tuệ nhân tạo hợp tác có khả năng mang lại lợi ích cho các nhà khoa học trong tương lai.”

Năng lực của xã hội trong việc giải quyết các thách thức toàn cầu như năng lượng và tính bền vững bị hạn chế bởi khả năng của chúng tôi trong việc thiết kế và chế tạo các vật liệu có chức năng mục tiêu, chẳng hạn như bộ hấp thụ năng lượng mặt trời tốt hơn tạo ra các tấm pin mặt trời tốt hơn hoặc vật liệu pin cao cấp tạo ra ô tô điện tầm xa hơn hoặc thay thế các vật liệu hiện có bằng cách sử dụng các yếu tố ít độc hơn hoặc khan hiếm.

Những vật liệu mới này tạo ra lợi ích xã hội bằng cách thúc đẩy các công nghệ mới để giải quyết các thách thức toàn cầu, đồng thời chúng cũng tiết lộ các hiện tượng và hiểu biết khoa học mới. Tất cả các thiết bị điện tử cầm tay hiện đại đều được kích hoạt nhờ các vật liệu trong pin lithium ion, được phát triển vào những năm 1980, nhấn mạnh cách chỉ một lớp vật liệu có thể biến đổi cách chúng ta sống: xác định các tuyến đường gia tốc tới các vật liệu mới sẽ mở ra những khả năng công nghệ không thể tưởng tượng được cho tương lai của chúng ta.

Tham khảo: “Lựa chọn nguyên tố để khám phá chất rắn vô cơ kết tinh được hướng dẫn bởi máy học không giám sát của hóa học khám phá thực nghiệm” ngày 21 tháng 9 năm 2021, Nature Communications.
DOI: 10.1038 / s41467-021-25343-7

Nghiên cứu được hỗ trợ bởi Hội đồng Nghiên cứu Khoa học Vật lý và Kỹ thuật, Leverhulme Trust, và Viện Faraday.

Theo Scitechdaily

What's your reaction?

Excited
0
Happy
0
In Love
0
Not Sure
0

You may also like

Leave a reply

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Website này sử dụng Akismet để hạn chế spam. Tìm hiểu bình luận của bạn được duyệt như thế nào.