Tekoälytyökalu johtaa neljän uuden materiaalin löytämiseen

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

Tutkimus julkaistiin lehdessä viime kuussa Luonto Viestintä. 

Uusien materiaalien löytäminen

Tekoälyn löytämät neljä uutta materiaalia sisältävät uuden sarjan kiinteän olomuodon materiaaleja, jotka johtavat litiumia. Nämä kiinteät elektrolyytit ovat ratkaisevan tärkeitä sellaisten solid-state-akkujen kehittämisessä, jotka tarjoavat pitkän kantaman ja lisäävät turvallisuutta sähköajoneuvoihin.

Työkalu yhdistää tekoälyn ja ihmisen tietämyksen tutkimattoman kemiallisen avaruuden osien priorisoimiseksi. Näiltä alueilta löytyy todennäköisimmin uusia toiminnallisia materiaaleja.

On äärimmäisen vaikeaa, riskialtista ja monimutkaista löytää uusia toiminnallisia materiaaleja, koska mahdollisten materiaalien ääretön tila on käytettävissä yhdistämällä kaikki jaksollisen taulukon elementit. Tämä on usein pitkä prosessi, eikä tiedetä, missä uusia materiaaleja on olemassa.

Tekoälytyökalu tutkii tunnettujen materiaalien välisiä suhteita massiivisessa mittakaavassa, ja näitä suhteita käytetään tunnistamaan ja numeerisesti luokittelemaan elementtien yhdistelmiä, jotka todennäköisesti luovat uusia materiaaleja. Tämän jälkeen tutkijat käyttävät rankingia ohjatakseen tuntemattoman kemiallisen avaruuden tutkimista kohdistetulla tavalla, mikä tekee kokeellisesta tutkimuksesta tehokkaampaa. Tiedemiehet yhdistävät oman näkökulmansa tekoälyn näkökulmaan tehdäkseen päätöksiään. 

Professori Matt Rosseinsky on paperin johtava kirjoittaja. Hän johti Liverpoolin yliopiston kemian laitoksen ja materiaaliinnovaatiotehtaan tutkijaryhmää. 

"Tähän mennessä yleinen ja tehokas lähestymistapa on ollut suunnitella uusia materiaaleja läheisesti analogisesti olemassa olevien materiaalien kanssa, mutta tämä johtaa usein materiaaleihin, jotka ovat samanlaisia ​​kuin jo olemassa olevat materiaalit", Rosseinsky sanoi. 

"Tarvitsemme siksi uusia työkaluja, jotka vähentävät aikaa ja vaivaa, jotka tarvitaan todella uusien materiaalien löytämiseen, kuten täällä kehitetty, joka yhdistää tekoälyn ja ihmisälyn saadakseen molemmista parhaat puolet.

”Tämä yhteistyöhön perustuva lähestymistapa yhdistää tietokoneiden kyvyn tarkastella useiden satojen tuhansien tunnettujen materiaalien välisiä suhteita, ihmisille mahdottomassa mittakaavassa, sekä ihmistutkijoiden asiantuntemuksen ja kriittisen ajattelun, joka johtaa luoviin edistysaskeliin.

"Tämä työkalu on esimerkki yhdestä monista yhteistoiminnallisista tekoälyn lähestymistavoista, jotka todennäköisesti hyödyttävät tutkijoita tulevaisuudessa", hän jatkoi. 

Uusia teknologisia mahdollisuuksia

Yksi rajoituksista, jotka haittaavat yhteiskunnan kykyä ratkaista globaaleja haasteita, kuten energia ja kestävyys, on se, että kykymme suunnitella ja valmistaa materiaaleja, joilla on kohdennettuja toimintoja, eivät vieläkään ole siellä, missä niiden pitäisi olla. 

Äskettäin löydetyt materiaalit voivat auttaa luomaan uusia teknologioita, joita voidaan käyttää globaalien ongelmien ratkaisemiseen. Yhdellä materiaalilla on potentiaalia muuttaa elämäämme radikaalisti, ja nopeuttamalla niiden löytämistä pääsemme lähemmäs upouusia teknisiä mahdollisuuksia.