בינה מלאכותית של Google DeepMind גילתה 380,000 חומרים חדשים. הרובוט הזה מבשל אותם.

כימאי רובוט פשוט חבר למוח בינה מלאכותית כדי ליצור שלל חומרים חדשים.

שני מחקרים משותפים של Google DeepMind ואוניברסיטת קליפורניה, ברקלי, מתארים מערכת החוזה את המאפיינים של חומרים חדשים - כולל אלה שעשויים להיות שימושיים בסוללות ו תאים סולאריים—ומייצרת אותם עם א זרוע רובוטית.

אנו לוקחים חומרים יומיומיים כמובן מאליו: כוסות פלסטיק לחג, רכיבים בסמארטפונים שלנו, או סיבים סינטטיים במעילים שמחממים אותנו כשרוחות קרירות מכה.

מדענים גילו בקפידה בערך 20,000 סוגים שונים של חומרים המאפשרים לנו לבנות כל דבר שבבי מחשב למעילים נפוחים וכנפי מטוס. עוד עשרות אלפי חומרים בעלי פוטנציאל שימושי נמצאים בעבודה. עם זאת, רק שרטנו את פני השטח.

צוות ברקלי פיתח רובוט דמוי שף שמערבב ומחמם מרכיבים, והופך אוטומטית מתכונים לחומרים. כ"מבחן טעם", המערכת, שזכתה לכינוי A-Lab, מנתחת את התכונות הכימיות של כל מוצר סופי כדי לראות אם הוא קולע למטרה.

בינתיים, ה-AI של DeepMind העלה אינספור מתכונים לשף A-Lab לבשל. זו רשימה כבדה. באמצעות אסטרטגיית למידת מכונה פופולרית, ה-AI שנמצא שני מיליון מבנים כימיים ו-380,000 חומרים יציבים חדשים - רבים מנוגדים לאינטואיציה האנושית. העבודה היא הרחבה של "סדר גודל" על החומרים שאנו מכירים כיום, המחברים כתב.

באמצעות ספר הבישול של DeepMind, A-Lab רצה במשך 17 ימים וסינתזה 41 מתוך 58 כימיקלים יעד - ניצחון שהיה לוקח חודשים, אם לא שנים, של ניסויים מסורתיים.

יחד, שיתוף הפעולה יכול להשיק עידן חדש של מדעי החומרים. "זה מאוד מרשים", אמר ד"ר אנדרו רוזן מאוניברסיטת פרינסטון, שלא היה מעורב בעבודה.

בואו נדבר על כימיקלים

הבט סביבך. דברים רבים שאנו לוקחים כמובן מאליו - מסך הסמארטפון הזה שאתה עשוי לגלול עליו - מבוססים על כימיה של חומרים.

מדענים השתמשו זמן רב בניסוי וטעייה כדי לגלות מבנים יציבים מבחינה כימית. כמו קוביות לגו, ניתן לבנות רכיבים אלו בחומרים מורכבים העומדים בפני שינויי טמפרטורה דרמטיים או לחצים גבוהים, ומאפשרים לנו לחקור את העולם מהים העמוק לחלל החיצון.

לאחר מיפוי, מדענים לוכדים את מבני הגביש של רכיבים אלה ושומרים את המבנים הללו לעיון. עשרות אלפים כבר מופקדים במאגרי מידע.

במחקר החדש, DeepMind ניצלה את מבני הגביש הידועים הללו. הצוות אימן מערכת בינה מלאכותית על ספרייה ענקית עם מאות אלפי חומרים הנקראים פרויקט חומרים. הספרייה כוללת חומרים שאנו כבר מכירים ומשתמשים בהם, לצד אלפי מבנים בעלי מאפיינים לא ידועים אך בעלי פוטנציאל שימושי.

ה-AI החדש של DeepMind הוכשר על 20,000 גבישים אנאורגניים ידועים - ועוד 28,000 מועמדים מבטיחים - מפרויקט החומרים כדי ללמוד אילו תכונות הופכות חומר לנחשק.

בעיקרו של דבר, ה-AI עובד כמו טבח שבודק מתכונים: הוסף כאן משהו קטן, שנה כמה מרכיבים שם, ובאמצעות ניסוי וטעייה, הוא מגיע לתוצאות הרצויות. הוזנה נתונים ממערך הנתונים, הוא יצר תחזיות עבור כימיקלים חדשים שעלולים להיות יציבים, יחד עם התכונות שלהם. התוצאות הוחזרו ל-AI כדי לחדד עוד יותר את ה"מתכונים" שלו.

במהלך סבבים רבים, האימון אפשר ל-AI לעשות טעויות קטנות. במקום להחליף מבנים כימיים מרובים בו-זמנית - מהלך שעלול להיות קטסטרופלי - הבינה המלאכותית העריכה באופן איטרטיבי שינויים כימיים קטנים. לדוגמה, במקום להחליף רכיב כימי אחד באחר, הוא יכול לנסות להחליף רק חצי. אם ההחלפות לא עבדו, אין בעיה, המערכת ניכשה את כל המועמדים שלא היו יציבים.

ה-AI ייצר בסופו של דבר 2.2 מיליון מבנים כימיים, מתוכם 380,000 הוא חזה שיהיו יציבים אם יסונתז. למעלה מ-500 מהחומרים החדשים שנמצאו היו קשורים למוליכי ליתיום-יון, הממלאים תפקיד קריטי בסוללות של ימינו.

"זה כמו ChatGPT לגילוי חומרים," אמר ד"ר קרלה גומס מאוניברסיטת קורנל, שלא הייתה מעורבת במחקר.

Mind to Matter

תחזיות ה-AI של DeepMind הן בדיוק זה: מה שנראה טוב על הנייר לא תמיד יצליח.

כאן נכנסת לתמונה A-Lab. צוות בראשות ד"ר גרברנד סידר באוניברסיטת ברקלי והמעבדה הלאומית של לורנס ברקלי בנה מערכת רובוטית אוטומטית המנוהלת על ידי בינה מלאכותית מאומנת על יותר מ-30,000 מתכונים כימיים שפורסמו. באמצעות זרועות רובוטיות, A-Lab בונה חומרים חדשים על ידי איסוף, ערבוב וחימום מרכיבים לפי מתכון.

במשך שבועיים של הכשרה, A-Lab ייצרה שורה של מתכונים ל-41 חומרים חדשים ללא כל קלט אנושי. זו לא הייתה הצלחה מוחלטת: 17 חומרים לא הצליחו לעמוד בחותמם. עם זאת, עם קורטוב של התערבות אנושית, הרובוט סינתז את החומרים הללו ללא תקלות.

יחד, שני המחקרים פותחים יקום של תרכובות חדשות שעשויות לעמוד באתגרים העולמיים של היום. השלבים הבאים כוללים הוספת תכונות כימיות ופיזיקליות לאלגוריתם כדי לשפר עוד יותר את הבנתו את העולם הפיזי וסינתזה של חומרים נוספים לבדיקה.

DeepMind משחררת את ה-AI שלהם וכמה מהמתכונים הכימיים שלה לציבור. בינתיים, A-Lab מריץ מתכונים ממסד הנתונים ומעלה את התוצאות שלהם לפרויקט החומרים.

לסידר, מפה שנוצרה על ידי בינה מלאכותית של חומרים חדשים יכולה "לשנות את העולם". זה לא A-lab עצמו, הוא אמר. במקום זאת, זה "הידע והמידע שהוא מייצר".

קרדיט תמונה: מרילין סרג'נט/מעבדת ברקלי

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
• מקור: https://singularityhub.com/2023/11/30/a-google-deepmind-ai-just-discovered-380000-new-materials-this-robot-is-cooking-them-up/