Recomandări cheie
- Cercetătorii au descris o metodă care folosește inteligența artificială pentru a găsi noi compuși de pământuri rare.
- Compușii pământurilor rare se găsesc în multe produse de în altă tehnologie, cum ar fi telefoanele mobile, ceasurile și tabletele.
- AI poate fi aplicat în multe domenii în care problemele sunt atât de complexe încât oamenii de știință nu pot dezvolta soluții convenționale prin matematică sau simulări ale fizicii cunoscute.
O nouă metodă de a găsi compuși de pământuri rare folosind inteligența artificială ar putea duce la descoperiri care revoluționează electronicele personale, spun experții.
Cercetătorii de la Ames Laboratory și Texas A&M University au instruit un model de învățare automată (ML) pentru a evalua stabilitatea compușilor din pământuri rare. Elementele pământurilor rare au multe utilizări, inclusiv tehnologii cu energie curată, stocare a energiei și magneți permanenți.
„Noi compuși ar putea permite tehnologii viitoare pe care nici măcar nu le putem înțelege încă”, a declarat Yaroslav Mudryk, supervizorul proiectului, pentru Lifewire într-un interviu prin e-mail.
Găsirea mineralelor
Pentru a îmbunătăți căutarea de noi compuși, oamenii de știință au folosit învățarea automată, o formă de inteligență artificială (AI) condusă de algoritmi de computer care se îmbunătățesc prin utilizarea datelor și experiență. Cercetătorii au folosit, de asemenea, screening-ul de mare debit, o schemă de calcul care le permite cercetătorilor să testeze rapid sute de modele. Munca lor a fost descrisă într-o lucrare recentă publicată în Acta Materialia.
Înainte de AI, descoperirea de noi materiale se baza în principal pe încercări și erori, a declarat Prashant Singh, unul dintre membrii echipei, într-un e-mail către Lifewire. Inteligența artificială și învățarea automată le permit cercetătorilor să folosească baze de date cu materiale și tehnici de calcul pentru a mapa atât stabilitatea chimică, cât și proprietățile fizice ale compușilor noi și existenți.
„De exemplu, ducerea unui material nou descoperit de la laborator pe piață poate dura 20-30 de ani, dar AI/ML poate accelera semnificativ acest proces prin simularea proprietăților materialului pe computere înainte de a pune piciorul într-un laborator”, Singh a spus.
AI revoluționează modul în care ne gândim la rezolvarea multora dintre aceste probleme complexe cu dimensiuni în alte și deschide o nouă modalitate de a ne gândi la oportunitățile viitoare.
AI depășește metodele mai vechi pentru găsirea de noi compuși, a declarat Joshua M. Pearce, profesorul John M. Thompson în Tehnologia Informației și Inovare de la Universitatea Western, într-un interviu prin e-mail.
„Numărul de potențiali compuși, combinații, compozite și materiale noi este uimitor”, a adăugat el. „În loc să vă luați timp și bani pentru a crea și a verifica fiecare pentru o anumită aplicație, AI poate fi folosită pentru a ajuta la prezicerea materialelor cu proprietăți utile. Atunci oamenii de știință își pot concentra eforturile.”
Markus J. Buehler, profesor de inginerie McAfee la MIT, a declarat într-un interviu prin e-mail că noua lucrare arată puterea folosirii învățării automate.
„Este un mod dramatic distinct de a face astfel de descoperiri decât ceea ce am fost capabili să facem anterior – descoperirile sunt acum mai rapide, mai eficiente și pot fi mai orientate către aplicații”, a spus Buehler. „Ceea ce este interesant la munca lui Singh et al este că ei combină instrumente de ultimă oră (Teoria funcțională a densității, o modalitate de a rezolva probleme cuantice) cu instrumente de informatică a materialelor. Este cu siguranță o modalitate care poate fi aplicată la multe alte materiale de design. probleme."
Posibilitati nesfârșite
Compușii pământurilor rare se găsesc în multe produse de în altă tehnologie, cum ar fi telefoanele mobile, ceasurile și tabletele. De exemplu, în afișaje, acești compuși sunt adăugați pentru a conferi materialelor proprietăți optice foarte țintite. Acestea sunt, de asemenea, folosite în camera telefonului mobil.
„Sunt, într-un fel, un fel de material minune care servește ca un element important în civilizația modernă”, a spus Buehler. „Există totuși provocări în ceea ce privește modul în care sunt extrase și cum sunt furnizate. Prin urmare, trebuie să explorăm modalități mai bune fie de a le folosi mai eficient, fie de a înlocui funcțiile cu noi combinații de materiale alternative.”
Nu doar compușii minerali pot beneficia de abordarea învățării automate folosită de autorii noii lucrări. AI poate fi aplicată în multe domenii în care problemele sunt atât de complexe încât oamenii de știință nu pot dezvolta soluții convenționale prin matematică sau simulări ale fizicii cunoscute, a spus Buehler.
„La urma urmei, nu avem încă modelele potrivite pentru a lega structura unui material de proprietățile sale”, a adăugat el. „Un domeniu este în biologie, în special plierea proteinelor. De ce unele proteine, după o mică modificare genetică, duc la boală? Cum putem dezvolta noi compuși chimici pentru a trata bolile sau pentru a dezvolta noi medicamente?”
O altă posibilitate este găsirea unei modalități de îmbunătățire a performanței betonului pentru a reduce impactul asupra carbonului, a spus Buehler. De exemplu, geometria moleculară a materialului ar putea fi aranjată diferit pentru a face materialele mai eficiente, astfel încât să avem mai multă rezistență cu o utilizare mai mică a materialului și ca materialele să reziste mai mult.
„AI revoluționează modul în care gândim să rezolvăm multe dintre aceste probleme complexe de în altă dimensiune și deschide o nouă modalitate de a gândi oportunitățile viitoare”, a adăugat el. „Suntem doar la începutul unei perioade emoționante.”
