Nyt AI-værktøj fremskynder opdagelsen af ​​helt nye materialer

Forskere ved University of Liverpool har skabt et kollaborativt værktøj til kunstig intelligens, der reducerer den tid og kræfter, der kræves for at opdage virkelig nye materialer.

Rapporteret i journalen Naturkommunikation , det nye værktøj har allerede ført til opdagelsen af ​​fire nye materialer, herunder en ny familie af solid state-materialer, der leder lithium. Sådanne faste elektrolytter vil være nøglen til udviklingen af ​​solid state-batterier, der tilbyder længere rækkevidde og øget sikkerhed for elektriske køretøjer. Yderligere lovende materialer er under udvikling.

Værktøjet samler kunstig intelligens med menneskelig viden for at prioritere de dele af uudforsket kemisk rum, hvor der sandsynligvis findes nye funktionelle materialer.

At opdage nye funktionelle materialer er en høj risiko, kompleks og ofte lang rejse, da der er et uendeligt rum af mulige materialer, der er tilgængelige ved at kombinere alle grundstofferne i det periodiske system, og det vides ikke, hvor der findes nye materialer.

Det nye kunstig intelligens-værktøj blev udviklet af et team af forskere fra University of Liverpool's Department of Chemistry and Materials Innovation Factory, ledet af professor Matt Roseinsky, at løse denne udfordring.

Værktøjet undersøger forholdet mellem kendte materialer i en skala, der er uopnåelig for mennesker. Disse relationer bruges til at identificere og numerisk rangordne kombinationer af elementer, der sandsynligvis vil danne nye materialer. Placeringerne bruges af forskere til at guide udforskningen af ​​det store ukendte kemiske rum på en målrettet måde, gør eksperimentel undersøgelse langt mere effektiv. Disse videnskabsmænd træffer de endelige beslutninger, informeret om det anderledes perspektiv, som AI tilbyder.

Hovedforfatter af papiret Professor Matt Rosseinsky sagde:"Til dato, en almindelig og kraftfuld tilgang har været at designe nye materialer i tæt analogi med eksisterende, men det fører ofte til materialer, der ligner dem, vi allerede har.

"Vi har derfor brug for nye værktøjer, der reducerer den tid og indsats, der kræves for at opdage helt nye materialer, sådan som den her udviklede, der kombinerer kunstig intelligens og menneskelig intelligens for at få det bedste ud af begge dele.

"Denne samarbejdstilgang kombinerer computeres evne til at se på relationerne mellem flere hundrede tusinde kendte materialer, en skala, der er uopnåelig for mennesker, og menneskelig forskers ekspertviden og kritiske tænkning, der fører til kreative fremskridt.

"Dette værktøj er et eksempel på en af ​​mange kollaborative kunstig intelligens-tilgange, der sandsynligvis vil gavne videnskabsmænd i fremtiden."

Samfundets evne til at løse globale udfordringer såsom energi og bæredygtighed er begrænset af vores evne til at designe og fremstille materialer med målrettede funktioner, såsom bedre solfangere, der giver bedre solpaneler eller overlegne batterimaterialer, der gør elbiler med længere rækkevidde, eller udskiftning af eksisterende materialer ved brug af mindre giftige eller knappe elementer.

Disse nye materialer skaber samfundsmæssig fordel ved at drive nye teknologier til at tackle globale udfordringer, og de afslører også nye videnskabelige fænomener og forståelse. Al moderne bærbar elektronik er aktiveret af materialerne i lithium-ion-batterier, som blev udviklet i 1980'erne, som understreger, hvordan blot én materialeklasse kan transformere, hvordan vi lever:At definere accelererede ruter til nye materialer vil åbne i øjeblikket uanede teknologiske muligheder for vores fremtid.