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

Космический бит: зачем NASA отправило хип-хоп к Венере?

Недавно NASA провернуло трюк, достойный, скорее, пиар-агентства, нежели организации, занимающейся серьезными научными исследованиями. Агентство отправило к Венере… нет, не новейший зонд,...

Россия – самая холодная страна, так ли это на самом деле

Мы живём в уникальной и огромной стране, которая расположена в Восточной Европе и Северной Азии. Её территория занимает более 17 миллионов квадратных километров, это делает её по площади одной из...

Имеет ли право инспектор ДПС останавливать ночью в неосвещенном месте?

Если в условиях города освещенность улиц одинаково хорошая в любое время суток, но за городом многие трассы освещены неравномерно. И ночью, в слабо освещенном месте очень не хочется останавливать...

Первый гревел Shulz: изучаем прототип велосипеда The Lightning

Бренд Shulz наконец-то дал возможность всесторонне рассмотреть, что из себя будет представлять первый гревел компании. Выпущенный видеоролик-анонс состоит из двух частей. В первой ведущий канала...

С какой скоростью надо ездить по лужам

В дождливую погоду дороги становятся особенно коварными, а лужи на асфальте — не просто лужи, а настоящие испытания для водителя и его автомобиля. Каждая такая встреча скрывает риски: от...

Почему на современных стиральных машиных нельзя отключить отжим, и как это исправить вручную

Если на моделях стиральных машин 7-10 летней давности управление оборотами отжима (вплоть до 0) было базовой возможностью, то у современной техники подобная функция встречается всё реже. Но для...