Công cụ AI dẫn đến khám phá bốn vật liệu mới

Một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Liverpool đã phát triển một công cụ trí tuệ nhân tạo (AI) hợp tác giúp giảm thời gian và công sức cần thiết để khám phá các vật liệu mới. AI mới đã dẫn đến việc phát hiện ra bốn vật liệu mới. 

Nghiên cứu được công bố vào tháng trước trên tạp chí Nature Communications. 

Khám phá vật liệu mới

Bốn vật liệu mới được AI phát hiện bao gồm một họ vật liệu trạng thái rắn mới dẫn điện lithium. Những chất điện phân rắn này sẽ rất quan trọng đối với sự phát triển của pin thể rắn mang lại phạm vi hoạt động xa và tăng độ an toàn cho xe điện.

Trí tuệ nhân tạo và kiến ​​thức của con người được công cụ này kết hợp để ưu tiên các phần của không gian hóa học chưa được khám phá. Chính tại những khu vực này, các vật liệu chức năng mới có nhiều khả năng được tìm thấy nhất.

Việc khám phá ra các vật liệu chức năng mới là vô cùng khó khăn, rủi ro và phức tạp do không gian vô tận của các vật liệu khả thi có thể truy cập được bằng cách kết hợp tất cả các nguyên tố trong bảng tuần hoàn. Đây thường là một quá trình lâu dài và không biết vật liệu mới tồn tại ở đâu.

Công cụ AI kiểm tra mối quan hệ giữa các vật liệu đã biết ở quy mô lớn và những mối quan hệ này được sử dụng để xác định và xếp hạng bằng số các tổ hợp nguyên tố có khả năng tạo ra vật liệu mới. Sau đó, các nhà khoa học sử dụng bảng xếp hạng để hướng dẫn họ khám phá không gian hóa học chưa biết theo cách có mục tiêu, điều này giúp cho việc điều tra thử nghiệm hiệu quả hơn. Các nhà khoa học ghép quan điểm của họ với quan điểm của AI để đưa ra quyết định của họ. 

Giáo sư Matt Rosseinsky là tác giả chính của bài báo. Ông đã lãnh đạo nhóm các nhà nghiên cứu từ Khoa Hóa học và Nhà máy Đổi mới Vật liệu của Đại học Liverpool. 

Rosseinsky cho biết: “Cho đến nay, một cách tiếp cận phổ biến và mạnh mẽ là thiết kế các vật liệu mới bằng cách tương tự gần với những vật liệu hiện có, nhưng điều này thường dẫn đến những vật liệu tương tự như những vật liệu chúng ta đã có”. 

“Do đó, chúng tôi cần các công cụ mới giúp giảm thời gian và công sức cần thiết để khám phá các vật liệu thực sự mới, chẳng hạn như công cụ được phát triển ở đây kết hợp trí tuệ nhân tạo và trí tuệ con người để tận dụng tốt nhất cả hai.

“Phương pháp hợp tác này kết hợp khả năng của máy tính để xem xét mối quan hệ giữa hàng trăm nghìn vật liệu đã biết, một quy mô mà con người không thể đạt được, cũng như kiến ​​thức chuyên môn và tư duy phản biện của các nhà nghiên cứu con người dẫn đến những tiến bộ sáng tạo.

Ông tiếp tục: “Công cụ này là một ví dụ về một trong nhiều phương pháp hợp tác trí tuệ nhân tạo có khả năng mang lại lợi ích cho các nhà khoa học trong tương lai. 

Khả năng công nghệ mới

Một trong những hạn chế cản trở khả năng của xã hội trong việc giải quyết các thách thức toàn cầu như năng lượng và tính bền vững là khả năng thiết kế và chế tạo vật liệu với các chức năng được nhắm mục tiêu của chúng ta vẫn chưa đạt đến mức cần thiết. 

Các vật liệu mới được phát hiện có thể giúp tạo ra các công nghệ mới có thể được sử dụng để giải quyết các vấn đề toàn cầu. Một vật liệu duy nhất mang tiềm năng biến đổi mạnh mẽ cuộc sống của chúng ta và bằng cách tăng tốc khám phá chúng, chúng ta tiến gần hơn đến những khả năng công nghệ hoàn toàn mới.