Sztuczna inteligencja tworzy przełomowe materiały. Skokowe przyspieszenie odkryć

Zupełnie nowa substancja, która może zmniejszyć zużycie litu w bateriach nawet o 70 proc., została odkryta przy użyciu sztucznej inteligencji (AI) i superkomputerów. Odkrycia zostały dokonane przez Microsoft i Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), które jest częścią Departamentu Energii USA.

Naukowcy z firmy Microsoft wykorzystali sztuczną inteligencję i superkomputery, aby zawęzić 32 miliony potencjalnych materiałów nieorganicznych do 18 obiecujących kandydatów w mniej niż tydzień – proces przesiewowy, który mógł zająć ponad dwie dekady przy użyciu tradycyjnych metod badań laboratoryjnych.

Proces od powstania do opracowania działającego prototypu baterii trwał mniej niż dziewięć miesięcy. Osiągnięto ten cel dzięki wykorzystaniu zaawansowanej sztucznej inteligencji i wysokowydajnych systemów obliczeniowych, które łączą dużą liczbę komputerów w celu rozwiązywania złożonych zadań naukowych i matematycznych. Od czasu odkrycia nowy materiał był używany do zasilania żarówki.

Czytaj więcej

Technologie

Naukowcy stworzyli materiał twardy jak diament. Ma zadziwiającą zaletę

Diament jest najtwardszą znaną substancją występującą w przyrodzie. To czysty węgiel, który można zarysować tylko przy pomocy innego diamentu. Naukowcy od ponad 30 lat pracowali nad wynalezieniem materiału o równie dużej wytrzymałości.

Wiceprezes wykonawczy Microsoftu Jason Zander powiedział BBC, że jedną z misji giganta technologicznego jest „skompresowanie 250 lat odkryć naukowych do następnych 25”. – Uważamy, że taka technologia nam w tym pomoże i będzie kluczowa w przyszłości – ocenił.

Lit to „białe złoto”

Pierwiastek lit jest często określany jako „białe złoto” ze względu na jego wartość rynkową i srebrzysty kolor. Jest to jeden z kluczowych elementów akumulatorów litowo-jonowych, które zasilają wszystko, od pojazdów elektrycznych (na samochód przypada nawet 60 kg potrzebnego litu) po smartfony.

Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej wraz ze wzrostem zapotrzebowania na metal i popytem na pojazdy elektryczne świat może stanąć w obliczu niedoboru tego materiału już w 2025 roku. Tymczasem – jak podaje Departamentu Energii USA - popyt na akumulatory litowo-jonowe wzrośnie nawet dziesięciokrotnie do 2030 roku, więc producenci stale budują fabryki akumulatorów, aby nadążyć.

Tymczasem zwiększenie dostępności litu jest trudne. Budowa nowych kopalń zajmuje lata, a wydobycie ma znaczny wpływ na środowisko. Wydobycie metalu wymaga dużych ilości wody i energii i wiąże się z ogromną ilością odpadów. Mało tego. Wydobycie tego pierwiastka w dużym stopniu kontrolują Chiny, które mogą w razie napięć politycznych czy gospodarczych zablokować dostawy litu i gotowych akumulatorów do krajów zachodnich.

Czytaj więcej

Technologie

To będzie przełom w elektronice. Bot błyskawicznie opracował 2 mln materiałów

Google wykorzystało sztuczną inteligencję do opracowywania materiałów do produkcji m.in. wydajniejszych baterii, paneli słonecznych czy ulepszonych chipów komputerowych. AI zrobiła to w sposób nieosiągalny dla całych zespołów badaczy i konstruktorów.

Dr Nuria Tapia-Ruiz, która kieruje zespołem badaczy baterii na wydziale chemii w Imperial College London, powiedziała BBC, że każdy materiał, który przyczyni się do zmniejszenia potrzebnych ilości litu i o dobrych możliwościach magazynowania energii, jest „Świętym Graalem” w branży akumulatorów. – Sztuczna inteligencja i superkomputery staną się kluczowymi narzędziami dla naukowców zajmujących się bateriami w nadchodzących latach – powiedziała.

Kluczowy N2116

Materiał, który przygotowała sztuczna inteligencja, obecnie nazywa się po prostu N2116 i jest elektrolitem w stanie stałym, który został przetestowany przez naukowców. Ma potencjał, aby stać się zrównoważonym rozwiązaniem do magazynowania energii.

W badaniach wykorzystano nowy rodzaj AI stworzonej przez Microsoft, przeszkolonej na danych molekularnych. Po tym, jak AI zawęziła listę do 18 kandydatów, eksperci ds. baterii z PNNL przyjrzeli się im i wybrali ostateczną substancję do pracy w laboratorium. Karl Mueller z PNNL powiedział, że spostrzeżenia dotyczące sztucznej inteligencji od Microsoftu wskazały im „potencjalnie owocne terytorium o wiele szybciej” niż w normalnych warunkach pracy.

AI wchodzi do laboratoriów

To niejedyny przykład wykorzystania AI do wykrywania lub opracowywania nowych materiałów. Google wykorzystało sztuczną inteligencję do opracowywania materiałów do produkcji m.in. wydajniejszych baterii, paneli słonecznych czy ulepszonych chipów komputerowych. I znów AI zrobiła to w sposób nieosiągalny dla całych zespołów badaczy i konstruktorów.

Czytaj więcej

Technologie

Roboty-asystenci, lustro AI czy łączność holograficzna. Koncerny odkryły karty

Rozwiązania na bazie sztucznej inteligencji zdominowały największe targi elektroniki konsumenckiej CES w Las Vegas. AI zaszyto m.in. w nowatorskim systemie łączności holograficznej oraz robotach.

AI zdołała samodzielnie opracować struktury ponad 2 milionów nowych materiałów. Co więcej, algorytmy wspierane przez robotyczne ramię same potrafią przygotować odpowiedni nowatorski produkt. Za tym niezwykłym osiągnięciem stoi Google DeepMind.

Magazyn „Nature” podaje, że potencjalne zastosowania tych badań posłużą choćby do produkcji wydajniejszych baterii, innowacyjnych paneli słonecznych oraz ulepszonych chipów komputerowych. Do szkolenia AI posłużyła bogata w dane o materiałach baza Materials Project, należąca do Berkeley Lab. Efekty przerosły oczekiwania. AI od Google DeepMind w krótkim czasie po szkoleniu była bowiem w stanie zasilić tę specjalistyczną bazę aż 400 tys. własnych, unikalnych kompozycji (projekt o nazwie GNOME).

Wszystkie eksperymenty wykazały, że materiały odkryte przez AI faktycznie można zrealizować w laboratoriach, a ich konstruowaniem też może się zająć sztuczna inteligencja. Co ważne, w tempie znacznie krótszym, niż robią to ludzie. Udowodnił to już robot A-Lab sterowany przez AI – w zaledwie 17 dni wyprodukował aż 41 nowych związków. Zespół naukowców potrzebowałby miesięcy na opracowanie tylko jednego takiego nowego materiału.