Исследователям удалось создать новый инструмент AI для поиска подходящих материалов к литиевым твердотельным аккумуляторам

Исследователи из Ливерпульского университета разработали инструмент с искусственным интеллектом (AI), который позволяет сократить усилия и время, необходимые для поиска новых материалов. В журнале Nature Communications были опубликованы результаты исследования, где с помощью новой разработки были открыты четыре новых материала для использования в системе твердотельных литиевых аккумуляторов. Именно эти аккумуляторные батареи рассматриваются в качестве будущего поколения для использования на электромобилях. Сейчас в разработке находятся другие перспективные материалы.

Решением этой проблемы занималась исследовательская группа из факультета химия и инновационных материалов Ливерпульского университета. Группа под руководством профессора Мэтта Россейнски (Matt Rosseinsky) работала над созданием нового инструмента искусственного интеллекта (AI).

Новый инструмент занимается исследованием взаимосвязей между известными материалами в масштабах, которые недоступны для человека. Эти взаимосвязи применяются для идентификации и числового ранжирования комбинаций элементов, из которых могут быть получены новые материалы. Учёные используют ранжирование для целенаправленного исследования масштабного неизвестного химического пространства. Это обеспечивает большую эффективность экспериментальных исследований. Окончательное решение принимают специалисты на основе точки зрения, предлагаемой AI.

Мэтт Россейнски отметил, что на сегодняшний день наиболее эффективным и распространенным подходом является создание новых материалов по аналогии с уже известными. Недостаток этой методики в том, что это часто приводит к получению материалов, аналогичных по свойствам уже имеющимся.

Поэтому науке, по мнению Россейнски, требуются новые инструменты, сокращающие усилия и время для открытия действительно новых материалов. В качестве такого инструмента они предлагают свою разработку, сочетающую человеческий и искусственный интеллект, чтобы получить лучшее из них. Разработанный инструмент имеет возможность с помощью компьютерной вычислительной мощи рассматривать взаимосвязь сразу между несколькими сотнями тысяч известных материалов, что недоступно для человека. Эта возможность сочетается с критическим мышлением и экспертными знаниями исследователей. Вместе это обеспечивает высокую эффективность и творческий прогресс. По мнению создателей, такой подход принесет пользу учёным в дальнейшем поиске материалов.

Перед современным обществом стоят такие глобальные проблемы, как выработка экологически чистой энергии и её хранения. Работа в этом направлении ограничивается способностью человека разрабатывать и производить материалы с необходимым функционалом. Например, разработка более совершенных солнечных панелей или продвинутых материалов для электрохимических систем аккумуляторов. Здесь необходимо находить новые материалы, не только соответствующие требованиям по производительности и эффективности, но также они должны быть распространёнными, недорогими и не токсичными.

Открытие новых материалов, в свою очередь, стимулирует развитие новых технологий для решения глобальных проблем. Всё вместе это позволяет делать новые научные открытия и понимать окружающий мир. Сейчас особенно актуальны разработки в сфере литий-ионных аккумуляторов. Они были разработаны еще в 1980-х годах, и сейчас на них работает вся современная портативная электроника, а также электромобили и лёгкие электрические транспортные средства. При этом литий является довольно дорогим и небезопасным элементом для батарей. Поэтому открытие новых материалов для аккумуляторов откроет невероятные технические возможности в будущем.