AI-verktøy fører til oppdagelse av fire nye materialer

Et team av forskere ved University of Liverpool har utviklet et samarbeidende kunstig intelligens (AI)-verktøy som reduserer tiden og innsatsen som trengs for å oppdage nye materialer. Det nye AI-verktøyet har allerede ført til oppdagelsen av fire nye materialer.

Forskningen ble publisert forrige måned i tidsskriftet Nature Communications.

Oppdagelse av nye materialer

De fire nye materialene som er oppdaget av AI-verktøyet inkluderer en ny familie av faste elektrolytter som kan lede lithium. Disse faste elektrolyttene vil være avgjørende for utviklingen av faste batterier som tilbyr lang rekkevidde og økt sikkerhet for elektriske kjøretøy.

AI og menneskelig kunnskap kombineres av verktøyet for å prioritere deler av uutforsket kjemisk rom. Det er i disse områdene at nye funksjonelle materialer er mest sannsynlig å finnes.

Det er ekstremt vanskelig, risikabelt og komplekst å oppdage nye funksjonelle materialer gitt den uendelige rom av mulige materialer som er tilgjengelige ved å kombinere alle elementene i periodesystemet. Dette er ofte en lang prosess, og det er ukjent hvor nye materialer finnes.

AI-verktøyet undersøker relasjonene mellom kjente materialer på en massiv skala, og disse relasjonene brukes til å identifisere og numerisk rangere kombinasjoner av elementer som er sannsynlig å skape nye materialer. Forskerne bruker så rangeringen til å guide sin utforskning av det ukjente kjemiske rommet på en målrettet måte, noe som gjør den eksperimentelle undersøkelsen mer effektiv. Forskerne parer sin egen perspektiv med AI-synspunktet for å ta beslutninger.

Professor Matt Rosseinsky er hovedforfatter av artikkelen. Han ledet teamet av forskere fra University of Liverpools avdeling for kjemi og Materials Innovation Factory.

“Hittil har en vanlig og kraftfull tilnærming vært å designe nye materialer ved nær analogi med eksisterende, men dette fører ofte til materialer som er like de vi allerede har,” sa Rosseinsky.

“Vi trenger derfor nye verktøy som reduserer tiden og innsatsen som trengs for å oppdage virkelig nye materialer, som det som er utviklet her, som kombinerer kunstig intelligens og menneskelig intelligens for å få det beste av begge.

“Denne samarbeidende tilnærmingen kombinerer evnen til å se på relasjonene mellom flere hundre tusen kjente materialer, en skala som er uoppnåelig for mennesker, og ekspertkunnskapen og kritisk tenkning av menneskelige forskere som fører til kreative fremgang.

“Dette verktøyet er et eksempel på en av mange samarbeidende kunstig intelligens-tilnæring som sannsynligvis vil være til nytte for forskere i fremtiden,” fortsatte han.

Nye teknologiske muligheter

En av begrensningene som hindrer samfunnets evne til å løse globale utfordringer som energi og bærekraft er at våre evner til å designe og lage materialer med målrettede funksjoner fortsatt ikke er der de trengs å være.

Nye oppdagete materialer kan hjelpe til å skape nye teknologier som kan brukes til å løse globale problemer. Et enkelt materiale har potensialet til å dramatisk forandre våre liv, og ved å akselerere deres oppdagelse, kommer vi nærmere helt nye teknologiske muligheter.