KI-Tool führt zur Entdeckung von vier neuen Materialien

Ein Team von Forschern an der University of Liverpool hat ein kollaboratives KI-Tool entwickelt, das die Zeit und den Aufwand reduziert, der für die Entdeckung neuer Materialien benötigt wird. Das neue KI-Tool hat bereits zur Entdeckung von vier neuen Materialien geführt.

Die Forschung wurde letzten Monat in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht.

Entdeckung neuer Materialien

Die vier neuen Materialien, die von der KI entdeckt wurden, umfassen eine neue Familie von Festkörpermaterialien, die Lithium leiten. Diese Festelektrolyte sind für die Entwicklung von Festkörperbatterien von entscheidender Bedeutung, die eine lange Reichweite und erhöhte Sicherheit für elektrische Fahrzeuge bieten.

Das KI-Tool kombiniert KI und menschliches Wissen, um Teile des unerforschten chemischen Raums zu priorisieren. Es ist in diesen Bereichen, wo neue funktionale Materialien am wahrscheinlichsten gefunden werden.

Es ist extrem schwierig, riskant und komplex, neue funktionale Materialien zu entdecken, da der mögliche Raum an Materialien, der durch die Kombination aller Elemente im Periodensystem entsteht, unendlich ist. Dies ist oft ein langwieriger Prozess und es ist unbekannt, wo neue Materialien existieren.

Das KI-Tool untersucht die Beziehungen zwischen bekannten Materialien in großem Maßstab und verwendet diese Beziehungen, um Kombinationen von Elementen zu identifizieren und numerisch zu bewerten, die wahrscheinlich neue Materialien erzeugen. Die Wissenschaftler verwenden dann diese Bewertungen, um ihre Erforschung des unbekannten chemischen Raums gezielt zu lenken, was die experimentelle Untersuchung effizienter macht. Die Wissenschaftler kombinieren ihre eigene Perspektive mit der des KI-Tools, um ihre Entscheidungen zu treffen.

Professor Matt Rosseinsky ist der Hauptautor des Artikels. Er leitete das Team von Forschern aus der Abteilung für Chemie und Materials Innovation Factory der University of Liverpool.

“Bisher wurde ein häufiger und leistungsfähiger Ansatz verwendet, um neue Materialien durch enge Analogie mit bestehenden Materialien zu entwerfen, aber dies führt oft zu Materialien, die denen ähneln, die wir bereits haben”, sagte Rosseinsky.

“Wir benötigen daher neue Tools, die die Zeit und den Aufwand reduzieren, der für die Entdeckung wirklich neuer Materialien benötigt wird, wie das hier entwickelte Tool, das KI und menschliche Intelligenz kombiniert, um das Beste aus beiden zu erhalten.

“Dieser kollaborative Ansatz kombiniert die Fähigkeit von Computern, die Beziehungen zwischen mehreren hunderttausend bekannten Materialien zu untersuchen, ein Maßstab, der für Menschen unerreichbar ist, und das Expertenwissen und die kritische Denkweise von menschlichen Forschern, die zu kreativen Fortschritten führt.

“Dieses Tool ist ein Beispiel für einen von vielen kollaborativen KI-Ansätzen, die wahrscheinlich zukünftig Wissenschaftlern zugutekommen werden”, fuhr er fort.

Neue technologische Möglichkeiten

Eine der Einschränkungen, die die Fähigkeit der Gesellschaft behindert, globale Herausforderungen wie Energie und Nachhaltigkeit zu lösen, ist, dass unsere Fähigkeiten, Materialien mit gezielten Funktionen zu entwerfen und herzustellen, noch nicht dort sind, wo sie sein müssen.

Neu entdeckte Materialien können dazu beitragen, neue Technologien zu entwickeln, die verwendet werden können, um globale Probleme zu lösen. Ein einziges Material hat das Potenzial, unser Leben drastisch zu verändern, und indem wir ihre Entdeckung beschleunigen, kommen wir brandneuen technologischen Möglichkeiten näher.