Искусственный интеллект совершил прорыв в области материаловедения: новый аккумулятор с минимальным содержанием лития

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Рассуждения | Оффтопик

Аккумуляторы — это неотъемлемая часть современной жизни. Они позволяют нам пользоваться мобильными телефонами, ноутбуками, планшетами и другими устройствами, которые делают нашу жизнь удобнее и интереснее. Они также играют важную роль в переходе к зеленой энергетике, так как могут хранить избыточную энергию от ветряных и солнечных электростанций и выдавать ее по необходимости. Однако существующие аккумуляторы имеют ряд недостатков, которые ограничивают их эффективность и экологичность. Один из таких недостатков — это зависимость от лития, дорогостоящего и дефицитного металла, добыча которого наносит вред окружающей среде. Поэтому многие ученые и инженеры ищут способы создать аккумуляторы, которые используют меньше лития или вовсе обходятся без него. Но как найти такие материалы, которые бы обладали нужными свойствами для работы в аккумуляторах?

Исследователь тестирует батареи, в которых используется новый материал, разработанный искусственным интеллектом
Автор: Dan DeLong for Microsoft Источник: www.newscientist.com

Традиционный подход к разработке новых материалов заключается в том, что исследователи синтезируют и тестируют множество вариантов, изменяя состав и структуру известных материалов или соединяя разные элементы в новые сочетания. Этот процесс может быть очень долгим и трудоемким, так как количество возможных кандидатов в материалы огромно, а их свойства не всегда очевидны или предсказуемы. Кроме того, не все материалы подходят для использования в аккумуляторах, так как они должны обеспечивать эффективный и стабильный перенос электрических зарядов между полюсами аккумулятора, называемыми анодом и катодом. Для этого нужен специальный компонент аккумулятора, называемый электролитом, который может быть жидким, гелевым или твердым. Твердые электролиты считаются наиболее перспективными, так как они обладают высокой безопасностью и долговечностью, но их проводимость обычно ниже, чем у жидких или гелевых электролитов.

В этой ситуации на помощь приходит искусственный интеллект (ИИ), который может ускорить и упростить процесс поиска и тестирования новых материалов. ИИ — это общее название для различных методов и алгоритмов, которые позволяют компьютерам выполнять задачи, требующие осмысления, такие как распознавание образов, анализ данных и т. д. Один из таких методов — это машинное обучение, которое заключается в том, что компьютер самостоятельно находит закономерности и зависимости в больших объемах данных, используя статистические модели и алгоритмы. Машинное обучение может быть использовано для предсказания свойств и поведения материалов на основе их состава и структуры, а также для отбора наиболее подходящих кандидатов из миллионов возможных вариантов.

Недавно группа исследователей из Microsoft и Тихоокеанской национальной лаборатории в США продемонстрировала, как можно использовать ИИ для разработки нового твердого электролита для аккумулятора, который требует на 70 процентов меньше лития, чем некоторые существующие конструкции. Они начали с 23,6 миллиона кандидатов в материалы, которые были получены путем модификации известных электролитов и замены части атомов лития на другие элементы, такие как натрий, калий, магний и др. Затем они применили алгоритм машинного обучения, который исключил те материалы, которые были нестабильными или имели низкую электрохимическую активность. Они также учли, как материалы будут вести себя в реальных условиях работы аккумулятора. В результате они сократили список до нескольких сотен кандидатов, среди которых были и совершенно новые материалы, которые никогда раньше не изучались.

Для того, чтобы проверить предсказания ИИ, исследователи выбрали один из материалов и синтезировали его в лаборатории. Этот материал был особенно интересен, так как в нем половина атомов лития была заменена на атомы натрия, что является необычным и новаторским решением для электролита. Исследователи изготовили работающий аккумулятор с этим материалом и подключили его к лампочке. Оказалось, что аккумулятор имеет достаточную проводимость и стабильность, хотя и уступает по этим параметрам некоторым другим прототипам, которые используют больше лития. Исследователи планируют продолжать оптимизировать свой аккумулятор, улучшая его характеристики и уменьшая стоимость. Они также хотят исследовать физические механизмы, которые лежат в основе работы их нового материала, и понять, как он взаимодействует с другими компонентами аккумулятора.

Самое удивительное в этом проекте — это то, что он был выполнен за всего девять месяцев, в то время как традиционный подход к разработке новых материалов может занимать годы. Это показывает, как искусственный интеллект может существенно ускорить и упростить процесс инновационных открытий в области материаловедения. ИИ не только помогает предсказывать свойства и поведение материалов, но и предлагает новые идеи и решения, которые могут быть неожиданными и оригинальными. Таким образом, ИИ становится не просто инструментом, а партнером для ученых и инженеров, который способствует развитию науки и технологии.

Конечно, ИИ не может заменить человеческий интеллект и творческий подход, а лишь дополняет и поддерживает их. ИИ не может самостоятельно проводить эксперименты, анализировать результаты, делать выводы и обобщения. Для этого нужны знания, опыт, интуиция и критическое мышление, которыми, пока что, обладают только люди. ИИ также не может учитывать все факторы и ограничения, которые влияют на практическое применение новых материалов, такие как экономическая целесообразность, экологическая безопасность, социальная ответственность и т. д.

Это очередное подтверждение того, что ИИ — это не конкурент, а коллега для человека, который может помочь ему решать сложные и важные задачи, такие как создание технологий будущего.

12 комментариев

x
Ух заживём! Только не известно когда…
114946380603161118780@google
Поговори с ИИ, возможно коллега подскажет тебе…
76561198067793454@steam
Когда научимся писать слово «неизвестно» слитно.
l
Не имея теории, на базе которой можно рассчитать нужный материал, делаем «таблицу умножения» для ассоциативного автомата и пытаемся им закрыть пробелы в этой таблице. Блеск…
76561198067793454@steam
Ну всё, отменяем все опыты и разработки, lwolf78 что-то не устраивает.
l
Мне глубоко пофигу, чем они там занимаются — хоть под грибами камлают, хоть нейросетки учат.
Был бы там ИИ — результатом был бы не найденный АА вариант, а набор функций, описывающий зависимость свойств материала от его параметров, структуры и т.д. И дальше по этому набору был бы рассчитан нужный материал исходя из требуемых свойств, стоимости производства и прочих параметров.
Но этого всего нет, есть простой ассоциативный автомат. До ИИ тут, как до луны в известной позе.
ИИ из таблицы умножения вывел бы саму операцию умножения, возведения в степень, излечения корней. (Как и поступал ранее естественный интеллект).
АА из таблицы умножения будет искать целевое значение к ранее неизвестному входному значению, не более.
Где-то это применимо и имеет смысл, но 90% того, что сейчас происходит с ИИ — выбегалловщина как она есть.
А
Да думаю это опять журналюги, пишут про то, о чем не имеют никакого понимания. Народ, который это делал наверняка поумнее, пальцем в небо вряд ли тычут.
Altairus
9 месяцев, поди, вносили данные в компьютер, неделю обучали ИИ, а расчёт был 1 день.
114946380603161118780@google
А ещё не сказано какой по счету из нескольких сотен предложенных вариантов был изпытан.
М
Электромобили с натриевым аккумулятором уже сходят с конвейера. Стоит ли городить литиево-натриевый аккумулятор — неизвестно
K
Тю таки додумался расствор поваренной соли в электролит добавить, ай да искусственный интеллект, ай да сукин сын.
111853965430826987686@google
Забыли рассказал ать про историю создания ИИ, историю развития вычислительной техники, компьютеров начиная с Антикитерского механизма, историю счета не упомянули, немного надо было про физику энергии и способы ее запасания тоже сказать, ну перед тем как к аккумуляторам переходить, суховато в общем получилось

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Зачем в середине двадцатого века придумали выпускать трехколесные тракторы

Трактор — это универсальная машина, используемая практически во всех отраслях народного хозяйства, где требуется высокая мощность, грузоподъемность и неприхотливость, как к топливу, так...

Жизнь на Марсе? Ученые обнаружили следы горячей воды возрастом 4,5 млрд лет

Марс, наш ближайший планетарный сосед, всегда будоражил воображение человечества. Пустынный, холодный, но хранящий в своих недрах следы бурного прошлого. И вот, новый фрагмент этой истории, словно...

Битва за Рюгу: как земная жизнь захватила астероид, и что это значит для поисков внеземного разума

Возвращение образцов с астероида Рюгу японским зондом «Хаябуса-2» стало триумфом инженерной мысли и науки о космосе. Микроскопические частицы внеземной породы, доставленные на Землю в герметичных...

3,2 Миллиона Км/ч: WEAVE запечатлел галактическое столкновение в беспрецедентных деталях

Астрономия, пожалуй, одна из самых захватывающих наук. Она не только расширяет границы нашего понимания Вселенной, но и постоянно преподносит сюрпризы, заставляя пересматривать устоявшиеся теории....

Нужно ли удалять камни из протектора шин?

Любой водитель хотя бы раз замечал, что протектор шин его автомобиля забивается мелкими камнями. Это происходит регулярно, особенно после поездок по грунтовым или каменистым дорогам. Однако...

Собираем за копейки универсальный усилитель 70 Вт с цифровым входом

Китайские готовые платы и модули позволяют достаточно бюджетно собирать различная аудио устройства. И они даже неплохо работают (не всегда конечно, поэтому надо брать проверенные варианты). Сегодня...