I ricercatori dell'Università di Liverpool hanno creato uno strumento di intelligenza artificiale collaborativa che riduce il tempo e lo sforzo necessari per scoprire materiali veramente nuovi.

Segnalato sul giornale Comunicazioni sulla natura , il nuovo strumento ha già portato alla scoperta di quattro nuovi materiali tra cui una nuova famiglia di materiali allo stato solido che conducono il litio. Tali elettroliti solidi saranno fondamentali per lo sviluppo di batterie a stato solido che offrono una maggiore autonomia e una maggiore sicurezza per i veicoli elettrici. Altri materiali promettenti sono in fase di sviluppo.

Lo strumento riunisce l'intelligenza artificiale con la conoscenza umana per dare la priorità a quelle parti dello spazio chimico inesplorato in cui è più probabile che si trovino nuovi materiali funzionali.

La scoperta di nuovi materiali funzionali è ad alto rischio, viaggio complesso e spesso lungo in quanto vi è uno spazio infinito di materiali possibili accessibili combinando tutti gli elementi della tavola periodica, e non si sa dove esistano nuovi materiali.

Il nuovo strumento di intelligenza artificiale è stato sviluppato da un team di ricercatori del Dipartimento di Chimica e Fabbrica di Innovazione dei Materiali dell'Università di Liverpool, guidato dal professor Matt Rosseinsky, per affrontare questa sfida.

Lo strumento esamina le relazioni tra materiali conosciuti su una scala irraggiungibile per l'uomo. Queste relazioni vengono utilizzate per identificare e classificare numericamente combinazioni di elementi che potrebbero formare nuovi materiali. Le classifiche vengono utilizzate dagli scienziati per guidare l'esplorazione del grande spazio chimico sconosciuto in modo mirato, rendendo l'indagine sperimentale molto più efficiente. Quegli scienziati prendono le decisioni finali, informati dalla diversa prospettiva offerta dall'IA.

L'autore principale dell'articolo, il professor Matt Rosseinsky, ha dichiarato:"Ad oggi, un approccio comune e potente è stato quello di progettare nuovi materiali in stretta analogia con quelli esistenti, ma questo porta spesso a materiali simili a quelli che già abbiamo.

"Abbiamo quindi bisogno di nuovi strumenti che riducano il tempo e lo sforzo necessari per scoprire materiali veramente nuovi, come quello sviluppato qui che combina intelligenza artificiale e intelligenza umana per ottenere il meglio da entrambe.

"Questo approccio collaborativo combina la capacità dei computer di esaminare le relazioni tra diverse centinaia di migliaia di materiali conosciuti, una scala irraggiungibile per l'uomo, e la conoscenza esperta e il pensiero critico dei ricercatori umani che portano a progressi creativi.

"Questo strumento è un esempio di uno dei tanti approcci di intelligenza artificiale collaborativa che potrebbero avvantaggiare gli scienziati in futuro".

La capacità della società di risolvere sfide globali come l'energia e la sostenibilità è limitata dalla nostra capacità di progettare e realizzare materiali con funzioni mirate, come assorbitori solari migliori che producono pannelli solari migliori o materiali per batterie di qualità superiore che producono auto elettriche a lungo raggio, o sostituendo materiali esistenti utilizzando elementi meno tossici o scarsi.

Questi nuovi materiali creano benefici per la società guidando nuove tecnologie per affrontare le sfide globali, e rivelano anche nuovi fenomeni scientifici e comprensione. Tutta l'elettronica portatile moderna è abilitata dai materiali delle batterie agli ioni di litio, che sono stati sviluppati negli anni '80, che sottolinea come una sola classe di materiali possa trasformare il nostro modo di vivere:definire percorsi accelerati verso nuovi materiali aprirà possibilità tecnologiche attualmente inimmaginabili per il nostro futuro.