Від бронзового віку до промислової революції та далі відкриття й розробка нових матеріалів відігравали ключову роль у розвитку цивілізацій. Сьогодні ми стоїмо на порозі нової ери, коли штучний інтелект (ШІ) має потенціал повністю змінити підхід до пошуку, створення та тестування матеріалів.
У стародавні часи людство експериментувало з природними ресурсами для виготовлення інструментів та артефактів. Бронза, сплав міді та олова, стала першим “новим матеріалом”, який створила людина. Її відкриття призвело до розвитку сільського господарства, будівництва та озброєння. Винахід скла у Месопотамії близько 3500 року до н.е. став ще одним важливим проривом.
У ХХ столітті відкриття полімерів, кераміки та надпровідників дало поштовх розвитку технологій. Надпровідники, які проводять електрику без опору, вже використовуються в магнітному левітаційному транспорті, медичних пристроях і прискорювачах частинок.
Роль ШІ у відкритті нових матеріалів
Традиційні методи пошуку матеріалів базуються на інтуїції та численних експериментах, що робить процес довгим і дорогим. Але завдяки машинному навчанню ШІ може значно прискорити цей процес.
Компанія Microsoft розробила два потужні інструменти для відкриття неорганічних матеріалів: MatterGen та MatterSim. Перший створює нові матеріали, а другий оцінює їхню стабільність та можливість виготовлення. MatterGen здатний генерувати тисячі варіантів матеріалів з необхідними властивостями, що значно скорочує час досліджень.
Google DeepMind також активно розробляє ШІ для відкриття матеріалів. Їхня система Gnome використовує глибоке навчання для передбачення стабільності нових матеріалів. У 2023 році цей алгоритм ідентифікував 2,2 мільйона потенційно стабільних матеріалів, з яких 736 вже створено експериментально.
Застосування нових матеріалів
Нові матеріали можуть суттєво вплинути на такі галузі, як:
- Енергетика: розробка більш ємних і довговічних батарей для відновлюваних джерел енергії.
- Медицина: створення імплантів та інноваційних систем доставки ліків.
- Авіація та космос: розробка легких та міцних матеріалів для літаків і космічних апаратів.
- Екологія: нові матеріали для очищення води, уловлювання вуглецю та утилізації відходів.
ШІ відкриває перед людством нові можливості у сфері матеріалознавства, пришвидшуючи інновації та забезпечуючи технологічний прорив у багатьох галузях.
Читайте оригінальну статтю.