جوناثان بين، الرئيس التنفيذي والمؤسس المشارك لشركة Materials Nexus – سلسلة المقابلات

جوناثان بين هو الرئيس التنفيذي والمؤسس المشارك لشركة Materials Nexus. مع خلفية في كل من الجوانب النظرية والعملية للهندسة في علوم المواد، كان جوناثان سريعًا في تحديد الفرصة لمنصة جديدة لنمذجة المواد. في حين كان باحثًا في جامعة كامبريدج، أسس Materials Nexus لتسريع تبني المواد الجديدة لمواجهة أزمة المناخ.

بحث جوناثان في الدكتوراه في جامعة يورك كان حول تقنيات النمذجة المتقدمة للمواد متعددة البلورات.

إلى جانب دوره في Materials Nexus، جوناثان هو مستشار مع Global Talent Mentoring وزميل Leaders in Innovation Fellowships التابع للأكاديمية الملكية للهندسة. كما يدرس علوم المواد للهندسة في كلية ترينتي، كامبريدج وهو زميل زائر في جامعة لندن ساوث بانك.

Materials Nexus هي شركة تستخدم الذكاء الاصطناعي لإنشاء مواد متفوقة بشكل أسرع من أي وقت مضى.

يمكنك مشاركة قصة تأسيس Materials Nexus؟ ما هو ما ألهم إنشاء الشركة وتركيزها على اكتشاف المواد المدفوعة بالذكاء الاصطناعي؟

في النهاية، الحد لما يمكن بناؤه هو المواد المستخدمة في البناء؛ هذا كان دافعي لدراسة علوم المواد. خلال فترتي في جامعة كامبريدج، والعمل مع شريكي المؤسس روبرت فورست، كان الرغبة في جعل أبحاثنا أسرع هي ما ألهمنا لتطوير خوارزميات التعلم الآلي. هذا أصبح أساس تكنولوجيا Materials Nexus.

كان من الواضح أن هذا البحث يمكن أن يكون له تأثير إيجابي في العالم وينبغي تسريعه. بنفس الطريقة، أداء المنتجات محدود بالموانع، كما هو الحال مع تقدمنا نحو الصفر الصافي. هذا هو ما ألهمنا لتأسيس الأعمال.

قوة دافعة لنا كشركة هي تحسين حالة العالم، بيئيًا وسياسيًا واخلاقيًا. هدفنا هو ثورة صناعة المواد من خلال تصميم مواد جديدة تلبي الطلبات المتزايدة على الاستدامة والأداء.

يمكنك شرح كيف يغير الذكاء الاصطناعي عملية اكتشاف المواد، خاصة في سياق Materials Nexus؟

بنفس الطريقة التي تأثر بها الذكاء الاصطناعي عملية اكتشاف الأدوية، فهو يغير أيضًا بشكل جوهري اكتشاف المواد؛ يغير ما هو عادةً نهجًا قائمًا على التجربة والخطأ إلى عملية تصميم قائم على النية. لكن على عكس أبحاث الأدوية، هناك تعقيد إضافي ومساحة بحث أوسع عبر الجدول الدوري بأكمله. في Materials Nexus، نحن ننظر إلى كل طول القياس، من المستوى الكمومي إلى الحجم الكلي – هذا يعني أننا لا نستخدم فقط الميكانيكا الكمومية للتنبؤ بالتركيبة ولكن أيضًا نمذجة تقنيات المعالجة والتركيب.

ما هي الفوائد الرئيسية لاستخدام الذكاء الاصطناعي على أساليب التجربة والخطأ التقليدية في تطوير مواد جديدة؟

استخدام الذكاء الاصطناعي لاكتشاف المواد يوفر عدة مزايا: السرعة والكفاءة في التكلفة والاستدامة هي المفاتيح. منصةنا المدفوعة بالذكاء الاصطناعي يمكنها تحليل مجموعات بيانات ضخمة وتنبؤ بدقة بالخصائص المادية، كل ذلك قبل دخول المختبر، مما يجعل العملية فعالة من حيث التكلفة وأقل تصرفًا، حيث يقلل من الحاجة إلى تجارب مكلفة ومستهلكة للموارد. هذا يعني أيضًا أن العمليات التي تأخذ عادةً أيامًا في المختبر يمكن أن تتم في ساعات على منصتنا.

ما دور الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي في تقليل التأثير البيئي لإنتاج المواد؟

استخدام الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي يفتح مجموعة جديدة من فرص المواد من خلال مرحلة الاكتشاف. في Materials Nexus، يمكننا استثناء عناصر معينة لها تكلفة بيئية عالية (مثل العناصر الأرضية النادرة) أو تقليل نسبة التركيبة. يمكن استخدامها أيضًا للنظر في ظروف المعالجة (مثل درجة الحرارة أو الضغط أو حتى نقاء الخام) المطلوبة لصنع المادة وتحديد طرق منخفضة الطاقة. هذه الجوانب يمكن أن يكون لها تأثير كبير على الانبعاثات الأولية لإنتاج المواد.

كيف تمكنت Materials Nexus من إنشاء مغناطيس خالي من العناصر الأرضية النادرة في ثلاثة أشهر فقط، وما هي الآثار المترتبة على هذا الإنجاز؟

منصتنا كانت قادرة على تحليل أكثر من 100 مليون تركيبة محتملة للمغناطيس الخالي من العناصر الأرضية النادرة قبل دخول المختبر. هذا يعني أنه عندما تقدمنا إلى مرحلة التركيب، كان لدينا بالفعل تنبؤًا دقيقًا بالتركيبة وخصائصها.

هل يمكن للذكاء الاصطناعي استبدال العناصر الأرضية النادرة في تطبيقات أخرى غير المغناطيس؟

اكتشاف المواد المدفوعة بالذكاء الاصطناعي له القدرة على تحديد وتطوير مواد بديلة لتطبيقات واسعة النطاق غير المغناطيس. في هذه الحالة، كان الهدف هو العثور على تركيبة بديلة للمغناطيس تُزيل العناصر الأرضية النادرة، ولكن خوارزميات البحث بالتعلم الآلي الخاصة بنا مبنية لتكون قابلة للتطبيق على أي فئة من المواد.

كيف تعزز التعاون بين Materials Nexus ومعهد هنري رويس وجامعة شيفيلد تطوير مواد جديدة؟

التعاون مع شركاء استراتيجيين رئيسيين عبر نظام الابتكار في المملكة المتحدة، مثل معهد هنري رويس وجامعة شيفيلد، يوفر لنا وصولًا إلى مرافق وخبرات عالمية المستوى في مجالات متخصصة من علوم المواد. هذه الشراكات تمكننا من تسريع تركيب واختبار تنبؤاتنا.

ما هي القطاعات الأخرى التي يمكن أن تستفيد من اكتشاف المواد المدفوعة بالذكاء الاصطناعي، وكيف؟

اكتشاف المواد المدفوعة بالذكاء الاصطناعي يمكن أن يؤثر على كل فئة من المواد. في Materials Nexus، نركز على المواد التي تعتبر من أكثرها صعوبة وتكلفة لتحسينها، لأنها تتمتع بأكبر تأثير إيجابي محتمل. كل صناعة سوف تتأثر: الطاقة، الطيران، الحواسيب الفائقة، النقل، على سبيل المثال. في قطاع الطاقة، يمكن للذكاء الاصطناعي مساعدة تطوير مواد أكثر كفاءة واستدامة للبطاريات والخلايا الشمسية.

ما هي التطورات المستقبلية المتوقعة في الذكاء الاصطناعي لعلوم المواد، وكيف سوف تؤثر على الصناعات المختلفة؟

سوف ي続 عملنا دفعًا للحدود لما هو ممكن ونحن ملتزمون بتحطيم تلك الحواجز. المواد المتفوقة تعني الابتكار المتفوق لتلبية متطلبات التحديات الغدية. المستقبل محدود فقط بخيالنا.

شكرًا على المقابلة الرائعة، القراء الذين يرغبون في التعلم أكثر يجب أن يزوروا Materials Nexus.