Bài học rút ra chính
- Các nhà khoa học đang sử dụng AI để giúp khám phá các vật liệu mới.
- Các vật liệu có thể rất quan trọng để phát triển pin cung cấp phạm vi hoạt động xa hơn và tăng độ an toàn cho xe điện.
- Pin ô tô tốt hơn có thể còn khoảng 10 năm nữa mới có mặt trên thị trường.
Một ngày nào đó ô tô điện có thể được cung cấp năng lượng bằng các loại pin mới, nhờ vào trí tuệ nhân tạo (AI).
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Liverpool cho biết họ đã tạo ra một công cụ trí tuệ nhân tạo hợp tác giúp giảm thời gian và nỗ lực cần thiết để khám phá các vật liệu mới. Sự đổi mới này là một phần của việc sử dụng trí tuệ nhân tạo ngày càng tăng để giúp phát triển mọi thứ, từ thuốc mới đến pin mới.
"Nhờ các công cụ phần mềm hiệu suất cao, sức mạnh xử lý và bộ nhớ rẻ, AI có thể tự động hóa hoàn toàn các tác vụ phức tạp và cung cấp những khám phá nhất quán và chính xác", Matthew Putman, Giám đốc điều hành của Nanotronics, một công ty sử dụng AI, nói Lifewire trong một cuộc phỏng vấn qua email.
"Nó đòi hỏi ít nhân lực hơn để bảo trì và có thể được điều chỉnh nhanh chóng khi chiến lược sản xuất và kế hoạch sản xuất bị thay đổi."
Thế giới Vật chất
Theo một bài báo gần đây trên tạp chí Nature Communications, các nhà nghiên cứu tại Đại học Liverpool đã sử dụng công cụ AI mới của họ. Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra bốn vật liệu mới, bao gồm một nhóm vật liệu thể rắn mới dẫn điện liti.
Các vật liệu có thể rất quan trọng để phát triển pin cung cấp phạm vi hoạt động xa hơn và tăng độ an toàn cho xe điện.
Công cụ AI kiểm tra mối quan hệ giữa các vật liệu đã biết nhanh hơn con người. Các mối quan hệ này được sử dụng để tìm và xếp hạng kết hợp các yếu tố có khả năng tạo thành vật liệu mới.
Các nhà khoa học sử dụng bảng xếp hạng để hướng dẫn việc khám phá không gian hóa học chưa biết theo cách có mục tiêu, giúp cho việc điều tra thực nghiệm hiệu quả hơn nhiều. Các nhà khoa học đó đưa ra quyết định cuối cùng, được thông báo bởi thông tin do AI cung cấp.
"Cho đến nay, một cách tiếp cận phổ biến và mạnh mẽ là thiết kế các vật liệu mới tương tự gần gũi với những vật liệu hiện có, nhưng điều này thường dẫn đến những vật liệu tương tự như những vật liệu chúng tôi đã có", Matt Rosseinsky, tác giả chính của tờ báo cho biết trong một bản tin.
"Do đó, chúng tôi cần những công cụ mới giúp giảm thời gian và nỗ lực cần thiết để khám phá những vật liệu thực sự mới, chẳng hạn như công cụ được phát triển ở đây, kết hợp trí tuệ nhân tạo và trí tuệ con người để tận dụng tối đa cả hai."
Vật liệu do AI xác định đã được chế tạo cho các điện cực Li-ion mới, loại mà đôi khi được sử dụng trong thiết bị điện tử tiêu dùng, Emily Ryan, giáo sư kỹ thuật tại Đại học Boston, người nghiên cứu về khám phá công nghệ mới do AI hỗ trợ, cho biết Lifewire trong một cuộc phỏng vấn qua email. Cô ấy không tham gia vào nghiên cứu của Liverpool.
Các nhà khoa học đang sử dụng cơ sở dữ liệu để dự đoán những hợp chất nào có thể tạo ra những vật liệu mới và thú vị.
"Mặc dù vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển, chúng cho thấy sự hứa hẹn", cô nói. "Tôi không chắc về mốc thời gian để thương mại hóa, nhưng việc phát triển tài liệu thường là một quá trình kéo dài 10 năm."
AI Accelerator
Các công ty trên toàn cầu đã tăng gấp đôi chiến lược dựa trên AI trong sản xuất vật liệu và người tiêu dùng đã thấy được những lợi ích, Putman nói.
"Các nhà khoa học đang sử dụng cơ sở dữ liệu để dự đoán những hợp chất nào có thể tạo ra những vật liệu mới và thú vị," ông nói thêm."Họ có thể tạo một lối tắt với AI để tạo ra các vật liệu siêu mạnh - và AI sẽ cho các nhà khoa học biết thử nghiệm tốt nhất nên chạy để tạo ra vật liệu mới."
Học máy và AI đang được ứng dụng trên nhiều lĩnh vực, bao gồm cả các ứng dụng sức khỏe và năng lượng.
"Để tìm kiếm khả năng lưu trữ năng lượng tốt hơn, các phương pháp AI đang được áp dụng để khám phá các vật liệu điện phân và điện cực mới nhằm cải thiện hiệu suất và kéo dài tuổi thọ của pin thế hệ tiếp theo", Ryan nói. "AI và ML đang được áp dụng cho tính toán thông lượng cao để xác định các vật liệu mới có thể thay thế các vật liệu điện cực và điện cực hiện tại".
Nhưng có một mặt tối trong việc sử dụng AI để khám phá, Joshua M. Pearce, một giáo sư kỹ thuật tại Đại học Western, nói với Lifewire trong một cuộc phỏng vấn qua email. Một số nhà nghiên cứu đang cố gắng sử dụng AI như những robot đã được cấp bằng sáng chế để độc quyền hóa các vật liệu tiên tiến. Pearce gần đây đã viết một bài báo mô tả việc cấp bằng sáng chế ban đầu cho các khối xây dựng cơ bản đã ảnh hưởng đến công nghệ nano và làm chậm tiến độ của nó như thế nào.
"Đây là một rủi ro thực sự trong khoa học vật liệu," ông nói thêm. "Trong lĩnh vực in 3D, ai đó ở Châu Âu đã cố gắng cấp bằng sáng chế cho việc sử dụng tất cả nhựa nhiệt dẻo để sản xuất phụ gia, đây là quy trình cơ bản mà tất cả chúng ta sử dụng."
