DeepMind人工智慧工具將材料科學帶入下一個800年
準備好迎接技術發展的急劇加速吧。Google DeepMind 人工智慧實現了”人類已知穩定材料數量級的擴張”,發現了價值約800 年的具有革命潛力的新材料。柏克萊的機器人實驗室已經創造了DeepMind 的GNoME 人工智慧發現的38 萬種新無機晶體中的41 種。
發現具有非同尋常特性的新材料可以讓技術的雪球滾動起來,最終推動社會向新的方向發展–但到目前為止,這是一個艱苦緩慢的過程,需要進行大量的試錯實驗。
例如,無機晶體材料在首次合成時可能會顯示出巨大的潛力,但如果晶體不能保持穩定,所有這些潛力都將化為烏有;如果發現一種新晶體可以提高電池或電子產品的性能,但它卻會崩解和降解,那就沒有任何好處了。
而這正是DeepMind 的”材料探索圖網絡”(Graph Networks for Materials Exploration,GNoME)深度學習工具剛剛發布的消息有望帶來巨大變革的地方。
GNoME 人工智慧辨識出的穩定無機晶格結構
GNoME 工具已經發現了不少於220 萬種新的無機晶體,並將其中38 萬種晶體鑑定為最穩定的晶體,為研究人員提供了一份經過預先篩選的新材料清單,以便他們去合成新材料,進行實驗研究。其中約736 種材料已經在世界各地的研究實驗室中獨立完成。
「在這些候選材料中,有可能開發出未來變革性技術的材料,從為超級電腦提供動力的超導體,到提高電動車效率的下一代電池,不一而足。」Google部落格這樣敘述。
DeepMind 團隊介紹說:”在這些新發現中有5.2 萬種與石墨烯類似的新型層狀化合物,它們有可能隨著超導體的開發而徹底改變電子技術,在此之前,已經發現了大約1000 種此類材料。我們還發現了528 種潛在的鋰離子導體,是先前研究的25 倍,可用於提高充電電池的性能。”
Google正在將GNoME的所有發現和預測提供給”下一代材料項目”(Next Gen Materials Project),DeepMind在該項目中為人工智慧提供了大量的訓練材料。
雖然其他人工智慧系統在發現新晶體方面做了大量工作,但GNoME 系統現在已經以前所未有的規模完成了這項工作,並以前所未有的準確性預測出哪些晶體結構將足夠穩定,值得進行實驗。
最終的結果是,浪費的時間將大大減少;研究人員將能夠把精力集中在新材料結構的巨大寶庫上,而不會因為晶體不穩定而走入許多死胡同。
自主實驗室技術可望進一步加速材料科學的發展圖/柏克萊實驗室
更重要的是,DeepMind團隊也與柏克萊實驗室合作,創建並展示了一個能夠自主合成這些新晶體的機器人實驗室。在今天發表的一篇論文中,團隊報告說,機器人實驗室已經成功合成了41 種這種新材料–進一步加速合成的潛力令人矚目。
這兩個項目可能會開啟數不清的技術發展之路–它們鮮明地表明,人工智慧系統已經開始在生活的幾乎每個領域引發劇烈動盪。
晶體發現論文和自主實驗室論文在《自然》雜誌上公開發表。