Компанія Google DeepMind представила новий інструмент штучного інтелекту під назвою GNoME (Graph Networks for Materials Exploration), здатний з високою швидкістю і точністю передбачати стабільність потенційно нових кристалічних матеріалів.
Пошук "голок у копиці сіна"
За допомогою активного машинного навчання GNoME згенерував понад 2 млн кристалічних структур, з яких близько 380 тисяч визнані досить стабільними для потенційного синтезу в лабораторії. Це колосальне розширення світу відомих людству кристалів може призвести до відкриття принципово нових матеріалів для передових технологій - від надпровідників до акумуляторів нового покоління.
Зазвичай пошук таких "голок у копиці сіна" вимагає кропіткої лабораторної роботи методом проб і помилок. GNoME ж використовує графові нейронні мережі для аналізу зв'язків між атомами в кристалічних структурах і на їхній основі генерує нові стабільні кандидати.
На порядок швидше ручного пошуку
Ефективність GNoME порівняно з "ручним пошуком" вища майже на порядок: якщо раніше рівень виявлення стабільних структур не перевищував 10%, то тепер він зріс до 80%. Такі темпи відкриття нових матеріалів еквівалентні майже 800 рокам ручної наукової праці.
Уже 41 структура з числа запропонованих GNoME була успішно синтезована в лабораторії за 17 днів за допомогою роботизованих систем. Це експериментальне підтвердження доводить, що багато інших матеріалів із бази даних теж можна створити на практиці.
Відкриті структури можуть знайти широке застосування – від оптоелектроніки до медицини. Особливо перспективні графеноподібні сполуки для електроніки та надпровідників, а також нові літій-іонні провідники для високоефективних акумуляторів. Пошук конкретних областей застосування для цих кристалів – завдання майбутніх досліджень.
База даних GNoME вже відкрита для наукової спільноти в рамках проєкту Materials Project. Хоча прямий доступ до моделі поки що не надається, вчені з усього світу можуть використовувати згенеровані структури для подальшої наукової роботи та пошуку комерційних застосувань. Успіх GNoME відкриває нову еру в розробці передових матеріалів за допомогою штучного інтелекту.
