Tekoälytyökalu johti neljän uuden materiaalin löytymiseen

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

Tutkimus julkaistiin viime kuussa Nature Communications -julkaisussa.

Uusien materiaalien löytäminen

Neljä tekoälyn avulla löydettyä uutta materiaalia sisältää uuden perheen kiinteän olomuodon materiaaleja, jotka johtavat litiumia. Nämä kiinteät elektrolyytit ovat olennaisia kiinteän olomuodon akkujen kehittämisessä, jotka tarjoavat pitkän toimintamatkan ja lisäävät sähköajoneuvojen turvallisuutta.

Työkalu yhdistää tekoälyn ja ihmistietämysen priorisoidakseen tuntemattoman kemiallisen avaruuden osia. Näissä alueissa uusia toiminnallisia materiaaleja on todennäköisimmin löydettävissä.

On erittäin vaikea, riskialtista ja monimutkaista löytää uusia toiminnallisia materiaaleja, kun otetaan huomioon äärettömän suuri avaruus mahdollisia materiaaleja, joita voidaan yhdistää kaikki alkuaineet jaksollisessa järjestelmässä. Tämä on usein pitkä prosessi, ja uusien materiaalien olemassaolo on tuntematon.

Tekoälytyökalu tutkii suurella mittakaavalla tunnettuja materiaaleja ja niiden välisiä suhteita, ja näitä suhteita käytetään tunnistamaan ja numeerisesti arvioimaan alkuaineiden yhdistelmiä, jotka todennäköisimmin luovat 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 yksi voimakas lähestymistapa on ollut suunnitella uusia materiaaleja läheisen analogian kautta olemassa olevien materiaalien kanssa, mutta tämä usein johtaa materiaaleihin, jotka ovat samankaltaisia kuin ne, joita me joillaan”, Rosseinsky sanoi. 

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

“Tämä yhteistyössä tehty lähestymistapa yhdistää tietokoneiden kyvyn tarkastella useiden satojen tuhansien tunnettuja materiaaleja, mitä ihmiset eivät voi tehdä, ja asiantuntijoiden ja kriittisten ajattelijoiden osaamista, joka johtaa luovaan edistymiseen.

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

Uudet teknologiset mahdollisuudet

Yksi rajoitus, joka haittaa yhteiskunnan kykyä ratkaista globaaleja haasteita, kuten energiaa ja kestävyyttä, on, että meidän kykymme suunnitella ja valmistaa materiaaleja kohdennetuilla toiminnoilla ei ole vielä siinä, missä se tarvitaan. 

Uusien materiaalien löytäminen voi auttaa uusien teknologioiden luomisessa, joita voidaan käyttää ratkaisemaan globaaleja ongelmia. Yksittäinen materiaali voi dramaattisesti muuttaa elämäämme, ja nopeuttamalla niiden löytymistä, me lähennymme uusia teknologisia mahdollisuuksia.