Kunstig intelligens ARTIST fanger øjeblikkeligt materialeegenskaber

Forskere ved Aalto Universitet og Danmarks Tekniske Universitet har udviklet en kunstig intelligens (AI) for for alvor at accelerere udviklingen af ​​nye teknologier fra bærbar elektronik til fleksible solpaneler. KUNSTNER, som står for Artificial Intelligence for Spectroscopy, bestemmer øjeblikkeligt, hvordan et molekyle vil reagere på lys – knudepunktsviden til at skabe de designermaterialer, der er nødvendige til morgendagens teknologi.

Forskere studerer traditionelt molekylære reaktioner på eksterne stimuli med spektroskopi, en meget brugt metode på tværs af naturvidenskab og industri. Spektroskopi undersøger materialers indre egenskaber ved at observere deres respons på, for eksempel, lys, og har ført til udviklingen af ​​utallige hverdagsteknologier. Eksisterende eksperimentelle og beregningsmæssige spektroskopiske tilgange kan være, imidlertid, utroligt dyrt. Tid i højt specialiserede laboratorier er dyr og ofte stærkt begrænset, mens beregninger kan være kedelige og tidskrævende.

med KUNSTNER, forskerholdet tilbyder et paradigmeskift til, hvordan vi bestemmer individuelle molekylers spektre – eller respons på lys.

"Normalt, at finde de bedste molekyler til enheder, vi er nødt til at kombinere tidligere viden med en vis grad af kemisk intuition. At tjekke deres individuelle spektre er så en trial-and-error-proces, der kan strække uger eller måneder, afhængig af antallet af molekyler, der kan passe til jobbet. Vores AI giver dig disse egenskaber med det samme, " siger Milica Todorovic, en postdoc-forsker ved Aalto Universitet.

Med sin hastighed og nøjagtighed, ARTIST har potentialet til at fremskynde udviklingen af ​​fleksibel elektronik, inklusive lysemitterende dioder (LED'er) eller papir med skærmlignende egenskaber. Supplerende grundforskning og karakterisering i laboratoriet, KUNSTNER kan også have nøglen til at producere bedre batterier og katalysatorer, samt skabe nye forbindelser med nøje udvalgte farver.

Det tværfaglige team trænede kunstig intelligens på få uger med et datasæt på mere end 132, 000 organiske molekyler. KUNSTNER kan med overordentlig god nøjagtighed forudsige, hvordan disse molekyler – og dem der ligner dem – vil reagere på en lysstrøm. Holdet håber nu at udvide sine evner ved at træne ARTIST med endnu flere data for at lave et endnu mere kraftfuldt værktøj.

"Enorme mængder spektroskopi-information findes i laboratorier rundt om i verden. Vi ønsker at blive ved med at træne ARTIST med yderligere store datasæt, så den en dag kan lære kontinuerligt, efterhånden som flere og flere data kommer ind, " forklarer Aalto Universitetsprofessor Patrick Rinke.

Forskerne sigter mod at frigive ARTIST på en åben videnskabelig platform i 2019, og den er i øjeblikket tilgængelig til brug og videreuddannelse efter anmodning.