DeepMind人工智能工具将材料科学带入下一个800年

准备好迎接技术发展的急剧加速吧。Google DeepMind 人工智能实现了”人类已知稳定材料数量级的扩张”,发现了价值约 800 年的具有革命潜力的新材料。伯克利的机器人实验室已经创造了 DeepMind 的 GNoME 人工智能发现的 38 万种新无机晶体中的 41 种。

DeepMind人工智能工具将材料科学带入下一个800年

发现具有非同寻常特性的新材料可以让技术的雪球滚动起来,最终推动社会向新的方向发展–但到目前为止,这是一个艰苦缓慢的过程,需要进行大量的试错实验。

例如,无机晶体材料在首次合成时可能会显示出巨大的潜力,但如果晶体不能保持稳定,所有这些潜力都将化为乌有;如果发现一种新晶体可以提高电池或电子产品的性能,但它却会崩解和降解,那就没有任何好处了。

而这正是 DeepMind 的”材料探索图网络”(Graph Networks for Materials Exploration,GNoME)深度学习工具刚刚发布的消息有望带来巨大变革的地方。

DeepMind人工智能工具将材料科学带入下一个800年

GNoME 人工智能识别出的稳定无机晶格结构

GNoME 工具已经发现了不少于 220 万种新的无机晶体,并将其中 38 万种晶体鉴定为最稳定的晶体,为研究人员提供了一份经过预先筛选的新材料清单,以便他们去合成新材料,进行实验研究。其中约 736 种材料已经在世界各地的研究实验室中独立完成。

“在这些候选材料中,有可能开发出未来变革性技术的材料,从为超级计算机提供动力的超导体,到提高电动汽车效率的下一代电池,不一而足。”Google博客这样叙述。

DeepMind 团队介绍说:”在这些新发现中有5.2 万种与石墨烯类似的新型层状化合物,它们有可能随着超导体的开发而彻底改变电子技术,在此之前,已经发现了大约 1000 种此类材料。我们还发现了 528 种潜在的锂离子导体,是之前研究的 25 倍,可用于提高充电电池的性能。”

Google正在将GNoME的所有发现和预测提供给”下一代材料项目”(Next Gen Materials Project),DeepMind在该项目中为人工智能提供了大量的训练材料。

虽然其他人工智能系统在发现新晶体方面做了大量工作,但 GNoME 系统现在已经以前所未有的规模完成了这项工作,并以前所未有的准确性预测出哪些晶体结构将足够稳定,值得进行实验。

最终的结果是,浪费的时间将大大减少;研究人员将能够把精力集中在新材料结构的巨大宝库上,而不会因为晶体不稳定而走入许多死胡同。

DeepMind人工智能工具将材料科学带入下一个800年

自主实验室技术有望进一步加速材料科学的发展 图/伯克利实验室

更重要的是,DeepMind团队还与伯克利实验室合作,创建并演示了一个能够自主合成这些新晶体的机器人实验室。在今天发表的一篇论文中,团队报告说,机器人实验室已经成功合成了 41 种这种新材料–进一步加速合成的潜力令人瞩目。

这两个项目可能会开启数不清的技术发展之路–它们鲜明地表明,人工智能系统已经开始在生活的几乎每一个领域引发剧烈动荡。

晶体发现论文和自主实验室论文在《自然》杂志上公开发表。

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