Khám Phá Công Nghệ Mới: AI Google Đem Lại Hơn 2 Triệu Cấu Trúc Tinh Thể Đột Phá

Trí tuệ nhân tạo DeepMind của Google đã tạo ra một bước tiến lớn khi phát hiện hơn 2,2 triệu cấu trúc tinh thể khác nhau, mở ra nhiều cơ hội cho việc nghiên cứu các vật liệu mới trong lĩnh vực năng lượng tái tạo cùng với điện toán thế hệ mới. Điều này chứng tỏ năng lực ấn tượng của AI trong việc tìm kiếm và phát triển vật liệu.

Bên trong số cấu trúc tinh thể mới được phát hiện, có khoảng 380.000 loại tinh thể có khả năng ổn định cao, đủ điều kiện để ứng dụng vào các công nghệ tiên tiến, từ pin mặt trời đến pin cho xe điện, và cả những chất siêu dẫn cho các siêu máy tính hiện đại. Những khám phá này cho thấy sức mạnh của trí tuệ nhân tạo trong việc rút ngắn thời gian thử nghiệm và giúp con người sớm tìm ra những vật liệu đột phá.

Hình ảnh mô tả cấu trúc tinh thể mới được phát hiện bởi DeepMind của Google.

Nhà nghiên cứu Ekin Dogus Cubuk đã phát biểu rằng: “Khoa học vật liệu là nơi mà các tư duy trừu tượng gặp gỡ thực tại vật lý. Để tưởng tượng công nghệ hiện đại không được cải thiện với các vật liệu mới là điều gần như không thể.”

Để có được những phát hiện này, nhóm nghiên cứu của DeepMind đã phát triển một mạng lưới trí tuệ nhân tạo mới mang tên GnoME (Graph Networks for Materials Exploration). Quy trình bắt đầu với việc xây dựng dữ liệu từ hơn 48.000 loại vật liệu mà con người đã biết từ nhiều thế kỷ trước, bao gồm cả những vật liệu cổ điển như đồng và sắt, cho đến những vật liệu mới phát hiện trên thực địa.

AI GNoME của Google phát hiện số lượng lớn các tinh thể mới, vượt ra ngoài khả năng của con người.

Mạng máy học này sẽ thiết kế các cấu trúc vật liệu mới, sau đó đánh giá tính ổn định của chúng, và kết quả cuối cùng là hàng trăm nghìn loại tinh thể mới được phát hiện. DeepMind ước tính rằng số lượng chất liệu được tìm ra nhờ AI tương đương với khoảng thời gian nghiên cứu thực nghiệm kéo dài 800 năm, dựa trên 28.000 loại vật liệu mới phát hiện trong vòng một thập kỷ qua.

Mô hình hoạt động của GNoME trong việc phát hiện vật liệu mới.

Các tài liệu công bố trên tạp chí Nature chỉ ra rằng, “Việc nghiên cứu tinh thể mới là một nhiệm vụ thường bị các thí nghiệm thử sai đắt đỏ cản trở. Nghiên cứu của chúng tôi chứng minh sự mở rộng quy mô về các loại vật liệu ổn định mà nhân loại biết đến.”

Những loại vật liệu mới phát hiện và xác thực bởi các nghiên cứu bên ngoài.

Theo ông Cubuk, một số ứng dụng tiềm năng từ các hợp chất mới bao gồm phát triển vật liệu phân lớp linh hoạt và cải tiến các vi chip để mô phỏng hoạt động của não người trong điện toán thần kinh.

Các nhà khoa học tại Đại học California, Berkeley và Phòng Thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley đang áp dụng kết quả nghiên cứu của DeepMind trong các thử nghiệm nhằm phát triển vật liệu mới. Nhóm nghiên cứu A-lab đang sử dụng các kỹ thuật tính toán để hướng dẫn cho một phòng thí nghiệm tự động, và đã tạo ra 41 hợp chất mới từ danh sách 58 hợp chất được phát hiện bởi AI, với tỉ lệ thành công lên tới hơn 70%.

Vì thế, công cụ AI mới của DeepMind đã được cho là “ChatGPT trong lĩnh vực hóa học”, khi nói đến ảnh hưởng của nó đối với ngành khoa học vật liệu.

“Các khám phá trong khoa học sẽ mở ra một kỷ nguyên mới cho AI“. Carla Gomes, đồng giám đốc Viện Khoa học AI thuộc Đại học Cornell đã khẳng định, “Đó là lý do khiến tôi cảm thấy điều này rất thú vị.”