Компания Google DeepMind представила новый инструмент искусственного интеллекта под названием GNoME (Graph Networks for Materials Exploration), способный с высокой скоростью и точностью предсказывать стабильность потенциально новых кристаллических материалов.
Поиск «иголок в стоге сена»
С помощью активного машинного обучения GNoME сгенерировал более 2 млн кристаллических структур, из которых около 380 тысяч признаны достаточно стабильными для потенциального синтеза в лаборатории. Это колоссальное расширение мира известных человечеству кристаллов может привести к открытию принципиально новых материалов для передовых технологий – от сверхпроводников до аккумуляторов нового поколения.
Обычно поиск таких «иголок в стоге сена» требует кропотливой лабораторной работы методом проб и ошибок. GNoME же использует графовые нейронные сети для анализа связей между атомами в кристаллических структурах и на их основе генерирует новые стабильные кандидаты.
На порядок быстрее ручного поиска
Эффективность GNoME по сравнению с «ручным поиском» выше почти на порядок: если раньше уровень обнаружения стабильных структур не превышал 10%, то теперь он вырос до 80%. Такие темпы открытия новых материалов эквивалентны почти 800 годам ручного научного труда.
Уже 41 структура из числа предложенных GNoME была успешно синтезирована в лаборатории за 17 дней при помощи роботизированных систем. Это экспериментальное подтверждение доказывает, что многие другие материалы из базы данных тоже можно создать на практике.
Открытые структуры могут найти широкое применение – от оптоэлектроники до медицины. Особенно перспективны графеноподобные соединения для электроники и сверхпроводников, а также новые литий-ионные проводники для высокоэффективных аккумуляторов. Поиск конкретных областей применения для этих кристаллов – задача будущих исследований.
База данных GNoME уже открыта для научного сообщества в рамках проекта Materials Project. Хотя прямой доступ к модели пока не предоставляется, ученые со всего мира могут использовать сгенерированные структуры для дальнейшей научной работы и поиска коммерческих применений. Успех GNoME открывает новую эру в разработке передовых материалов при помощи искусственного интеллекта.
