Tekoälytyökalu johtaa neljän uuden materiaalin löytymiseen

Liverpoolin yliopiston tutkijaryhmä on kehittänyt yhteistyössä tekoälytyökalun, joka vähentää uusien materiaalien löytämiseen tarvittavaa aikaa ja vaivaa. Uusi tekoäly on johtanut neljän uuden materiaalin löytymiseen.

Tutkimus julkaistiin viime kuussa Nature Communications -julkaisussa.

Uusien materiaalien löytäminen

Neljä uutta materiaalia, jotka tekoäly on löytänyt, sisältävät uuden perheen kiinteän olomuodon materiaaleja, jotka johtavat litiumia. Nämä kiinteät elektrolyytit ovat olennaisia kehittääksemme kiinteän olomuodon akkuja, jotka tarjoavat pitkän toimintamatkan ja lisäävät turvallisuutta sähkökäytössä.

Tekoälytyökalu yhdistää tekoälyn ja ihmistiedon priorisoimaan osia, joita ei ole vielä tutkittu kemiallisessa avaruudessa. Näissä alueissa uudet toiminnalliset materiaalit ovat todennäköisimmin löydettävissä.

Uusien toiminnallisten materiaalien löytäminen on erittäin vaikeaa, riskiallista ja monimutkaista, koska mahdollisten materiaalien määrä on ääretön, kun yhdistetään kaikki alkuaineet jaksollisessa järjestelmässä. Tämä prosessi on usein pitkä, ja uusien materiaalien olemassaolo on tuntematon.

Tekoälytyökalu tutkii suurella mittakaavalla tunnettujen materiaalien välisiä suhteita, ja nämä suhteet käytetään tunnistamaan ja numeerisesti arvioimaan alkuaineiden yhdistelmiä, jotka ovat todennäköisimmin luomassa uusia materiaaleja. Tutkijat käyttävät näitä arvioita ohjaamaan tutkimusta tuntemattomassa kemiallisessa avaruudessa kohdennetulla tavalla, mikä tekee kokeellisen tutkimuksen tehokkaammaksi. Tutkijat yhdistävät oman näkemyksensä tekoälyn näkemykseen päätöksenteon tehostamiseksi.

Professori Matt Rosseinsky on julkaisun pääkirjoittaja. Hän johti Liverpoolin yliopiston kemian ja materiaalinnovaatiotehtaan tutkijaryhmää.

“Tähän asti yleinen ja voimakas lähestymistapa on ollut suunnitella uusia materiaaleja lähellä olemassa olevien materiaalien kaltaisia, mutta tämä usein johtaa materiaaleihin, jotka ovat samanlaisia kuin ne, joita me joillaan”, Rosseinsky sanoi.

“Tarvitsemme uusia työkaluja, jotka vähentävät uusien materiaalien löytämiseen tarvittavaa aikaa ja vaivaa, kuten tässä kehitettyä tekoälyä, joka yhdistää tekoälyn ja ihmistiedon saadakseen parhaan molemmista.

“Tämä yhteistyössä tehty lähestymistapa yhdistää tietokoneiden kyvyn tarkastella suhteita useiden satojen tuhansien tunnettujen materiaalien välillä, mittakaava, joka on inhimillisesti saavuttamaton, ja asiantuntijatutkijoiden asiantuntemus ja kriittinen ajattelu, joka johtaa luovaan edistymiseen.

“Tämä työkalu on esimerkki yhdestä monista yhteistyössä tehtävistä tekoälylähestymistavoista, jotka todennäköisesti hyödyttävät tulevaisuuden tutkijoita”, hän jatkoi.

Uudet teknologiset mahdollisuudet

Yksi rajoituksista, joka haittaa yhteiskunnan kykyä ratkaista globaaleja haasteita, kuten energian ja kestävän kehityksen haasteita, on, että meidän kykymme suunnitella ja valmistaa materiaaleja, joilla on tarkoituksenmukaiset toiminnot, eivät ole vielä siellä, missä ne tarvitaan.

Uusien materiaalien löytäminen voi auttaa luomaan uusia teknologioita, joita voidaan käyttää ratkaisemaan globaaleja ongelmia. Yksittäinen materiaali voi dramaattisesti muuttaa elämämme, ja nopeuttamalla uusien materiaalien löytämistä, meillä on mahdollisuus uusiin teknologisiin mahdollisuuksiin.