AI-værktøj fører til opdagelse af fire nye materialer

Et hold af forskere ved University of Liverpool har udviklet et samarbejdende kunstig intelligens-værktøj (AI), der reducerer tiden og indsatsen, der er nødvendig for at opdage nye materialer. Det nye AI-værktøj har allerede ført til opdagelsen af fire nye materialer. 

Forskningen blev offentliggjort sidste måned i tidsskriftet Nature Communications. 

Opdagelse af nye materialer

De fire nye materialer, der er opdaget af AI-værktøjet, omfatter en ny familie af faststofmaterialer, der kan lede lithium. Disse faste elektrolytter vil være afgørende for udviklingen af faststofbatterier, der tilbyder lang rækkevidde og øget sikkerhed for elektriske køretøjer.

AI og menneskelig viden kombineres af værktøjet for at prioritere dele af uudforskede kemiske rum. Det er i disse områder, hvor nye funktionelle materialer er mest sandsynlige at blive fundet.

Det er ekstremt svært, risikabelt og komplekst at opdage nye funktionelle materialer, given den uendelige række af mulige materialer, der er tilgængelige ved at kombinere alle grundstofferne i det periodiske system. Dette er ofte en lang proces, og det er ukendt, hvor nye materialer findes.

AI-værktøjet undersøger relationerne mellem kendte materialer i stor skala, og disse relationer bruges til at identificere og numerisk rangere kombinationer af grundstoffer, der sandsynligvis kan skabe nye materialer. Forskerne bruger derefter rangordningen til at guide deres undersøgelse af det ukendte kemiske rum på en målrettet måde, hvilket gør den eksperimentelle undersøgelse mere effektiv. Forskerne parrer deres egen perspektiv med AI’ens for at træffe deres beslutninger. 

Professor Matt Rosseinsky er hovedforfatter på artiklen. Han ledede holdet af forskere fra University of Liverpools afdeling for kemi og Materials Innovation Factory. 

“Indtil nu har en almindelig og kraftfuld tilgang været at designe nye materialer ved nærmest analogi med eksisterende materialer, men dette fører ofte til materialer, der er lignende dem, vi allerede har,” sagde Rosseinsky. 

“Vi har derfor brug for nye værktøjer, der reducerer tiden og indsatsen, der er nødvendig for at opdage virkelig nye materialer, såsom det, der er udviklet her, som kombinerer kunstig intelligens og menneskelig intelligens for at få det bedste af begge.”

“Denne samarbejdende tilgang kombinerer computerens evne til at se på relationerne mellem flere hundredtusinde kendte materialer, en skala, der er utilgængelig for mennesker, og den ekspertviden og kritisk tænkning af menneskelige forskere, der fører til kreative fremskridt.

“Dette værktøj er et eksempel på en af mange samarbejdende kunstig intelligens-tilgange, der sandsynligvis vil gavne videnskabsfolk i fremtiden,” fortsatte han. 

Nye teknologiske muligheder

En af begrænsningerne, der hindrer samfundets evne til at løse globale udfordringer som energi og bæredygtighed, er, at vores evne til at designe og fremstille materialer med målrettede funktioner endnu ikke er, hvor de skal være. 

Nye opdagede materialer kan hjælpe med at skabe nye teknologier, der kan bruges til at løse globale problemer. Et enkelt materiale har potentialet til at drastisk forandre vores liv, og ved at accelerere deres opdagelse, kommer vi nærmere helt nye teknologiske muligheder.