Βασικά Takeaways
- Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν την τεχνητή νοημοσύνη για να βοηθήσουν στην ανακάλυψη νέων υλικών.
- Τα υλικά θα μπορούσαν να είναι ζωτικής σημασίας για την ανάπτυξη μπαταριών που προσφέρουν μεγαλύτερη αυτονομία και αυξημένη ασφάλεια για τα ηλεκτρικά οχήματα.
- Οι καλύτερες μπαταρίες αυτοκινήτου θα μπορούσαν να απέχουν περίπου 10 χρόνια από το να βγουν στην αγορά.
Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα μια μέρα θα μπορούσαν να τροφοδοτούνται από νέους τύπους μπαταριών, χάρη στην τεχνητή νοημοσύνη (AI).
Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Λίβερπουλ λένε ότι έχουν δημιουργήσει ένα συνεργατικό εργαλείο τεχνητής νοημοσύνης που μειώνει τον χρόνο και την προσπάθεια που απαιτείται για την ανακάλυψη νέων υλικών. Η καινοτομία αποτελεί μέρος της αυξανόμενης χρήσης της τεχνητής νοημοσύνης για να βοηθήσει στην ανάπτυξη των πάντων, από νέα φάρμακα έως νέες μπαταρίες.
"Χάρη στα εργαλεία λογισμικού υψηλής απόδοσης, την επεξεργαστική ισχύ και τη φθηνή μνήμη, η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να αυτοματοποιήσει πλήρως σύνθετες εργασίες και να παρέχει συνεπείς και ακριβείς ανακαλύψεις", είπε ο Matthew Putman, Διευθύνων Σύμβουλος της Nanotronics, μιας εταιρείας που χρησιμοποιεί AI. Lifewire σε μια συνέντευξη μέσω email.
"Απαιτεί λιγότερο ανθρώπινο δυναμικό για τη συντήρηση και μπορεί να προσαρμοστεί γρήγορα όταν αλλάζουν οι στρατηγικές κατασκευής και τα σχέδια παραγωγής."
Υλικός κόσμος
Σύμφωνα με μια πρόσφατη εργασία στο Nature Communications, οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Λίβερπουλ έχουν ήδη χρησιμοποιήσει το νέο τους εργαλείο AI. Η ομάδα ανακάλυψε τέσσερα νέα υλικά, συμπεριλαμβανομένης μιας νέας οικογένειας υλικών στερεάς κατάστασης που φέρουν λίθιο.
Τα υλικά θα μπορούσαν να είναι κρίσιμα για την ανάπτυξη μπαταριών που προσφέρουν μεγαλύτερη αυτονομία και αυξημένη ασφάλεια για ηλεκτρικά οχήματα.
Το εργαλείο AI εξετάζει τις σχέσεις μεταξύ γνωστών υλικών γρηγορότερα από τον άνθρωπο. Αυτές οι σχέσεις χρησιμοποιούνται για την εύρεση και την ταξινόμηση συνδυασμών στοιχείων που είναι πιθανό να σχηματίσουν νέα υλικά.
Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν τις κατατάξεις για να καθοδηγήσουν την εξερεύνηση του άγνωστου χημικού χώρου με στοχευμένο τρόπο, καθιστώντας την πειραματική έρευνα πολύ πιο αποτελεσματική. Αυτοί οι επιστήμονες λαμβάνουν τις τελικές αποφάσεις, σύμφωνα με τις πληροφορίες που προσφέρει η AI.
"Μέχρι σήμερα, μια κοινή και ισχυρή προσέγγιση ήταν ο σχεδιασμός νέων υλικών σε στενή αναλογία με τα υπάρχοντα, αλλά αυτό συχνά οδηγεί σε υλικά παρόμοια με αυτά που έχουμε ήδη," Matt Rosseinsky, ο κύριος συγγραφέας του η εφημερίδα, είπε σε ένα δελτίο τύπου.
"Χρειαζόμαστε, λοιπόν, νέα εργαλεία που μειώνουν τον χρόνο και την προσπάθεια που απαιτείται για την ανακάλυψη πραγματικά νέων υλικών, όπως αυτό που αναπτύχθηκε εδώ που συνδυάζει την τεχνητή νοημοσύνη και την ανθρώπινη νοημοσύνη για να αξιοποιήσουμε το καλύτερο και από τα δύο."
Υλικά ταυτοποιημένα με AI έχουν κατασκευαστεί για νέα ηλεκτρόδια ιόντων λιθίου του είδους που χρησιμοποιούνται μερικές φορές στα ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, είπε η Emily Ryan, καθηγήτρια μηχανικής στο Πανεπιστήμιο της Βοστώνης που εργάζεται στην ανακάλυψη νέων τεχνολογιών με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης. Lifewire σε μια συνέντευξη μέσω email. Δεν συμμετείχε στην έρευνα του Λίβερπουλ.
Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν βάσεις δεδομένων για να προβλέψουν ποιες ενώσεις θα μπορούσαν να δημιουργήσουν νέα και συναρπαστικά υλικά.
"Αν και βρίσκονται ακόμη σε στάδια έρευνας και ανάπτυξης, δείχνουν πολλά υποσχόμενα", είπε. "Δεν είμαι σίγουρος για το χρονοδιάγραμμα για την εμπορευματοποίηση, αλλά η ανάπτυξη υλικών είναι συνήθως μια διαδικασία 10 ετών."
Επιταχυντές AI
Οι εταιρείες σε όλο τον κόσμο έχουν διπλασιάσει τις στρατηγικές που βασίζονται στην τεχνητή νοημοσύνη στην παραγωγή υλικών και οι καταναλωτές βλέπουν ήδη τα οφέλη, είπε ο Putman.
"Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν βάσεις δεδομένων για να προβλέψουν ποιες ενώσεις θα μπορούσαν να δημιουργήσουν νέα και συναρπαστικά υλικά", πρόσθεσε."Μπορούν να δημιουργήσουν μια συντόμευση με την τεχνητή νοημοσύνη για να δημιουργήσουν εξαιρετικά ισχυρά υλικά - και η τεχνητή νοημοσύνη θα πει στους επιστήμονες το καλύτερο πείραμα που πρέπει να εκτελέσουν για να φτιάξουν το νέο υλικό."
Η μηχανική μάθηση και η τεχνητή νοημοσύνη εφαρμόζονται σε πολλούς τομείς, συμπεριλαμβανομένων των εφαρμογών υγείας και της ενέργειας.
"Στην αναζήτηση για καλύτερη αποθήκευση ενέργειας, εφαρμόζονται μέθοδοι τεχνητής νοημοσύνης για την εξερεύνηση νέων υλικών ηλεκτρολυτών και ηλεκτροδίων για τη βελτίωση της απόδοσης και την παράταση της διάρκειας ζωής των μπαταριών επόμενης γενιάς", είπε ο Ryan. "Το AI και το ML εφαρμόζονται σε υπολογιστές υψηλής απόδοσης για τον εντοπισμό νέων υλικών που θα μπορούσαν ενδεχομένως να αντικαταστήσουν τα τρέχοντα υλικά ηλεκτρολύτη και ηλεκτροδίων."
Αλλά υπάρχει μια σκοτεινή πλευρά στη χρήση της τεχνητής νοημοσύνης για ανακάλυψη, είπε ο Joshua M. Pearce, καθηγητής μηχανικής στο Western University, στο Lifewire σε μια συνέντευξη μέσω email. Ορισμένοι ερευνητές προσπαθούν να χρησιμοποιήσουν την τεχνητή νοημοσύνη ως ρομπότ πατέντας για να μονοπωλήσουν προηγμένα υλικά. Ο Pearce έγραψε πρόσφατα μια εργασία που περιγράφει πώς η πρώιμη κατοχύρωση με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας βασικών δομικών στοιχείων έπληξε τη νανοτεχνολογία και επιβράδυνε την πρόοδό της.
"Αυτός είναι ένας πραγματικός κίνδυνος στην επιστήμη των υλικών", πρόσθεσε. "Στην τρισδιάστατη εκτύπωση, κάποιος στην Ευρώπη προσπάθησε να πατεντάρει τη χρήση όλων των θερμοπλαστικών για την κατασκευή προσθέτων, η οποία είναι η βασική διαδικασία που χρησιμοποιούμε όλοι."
