این آزمایشگاه ‘آشپز با هوش مصنوعی به مواد جدید

تورنتو آزمایشگاه بازیافت دی اکسید کربن به بیشتر مفید, مواد شیمیایی با استفاده از مواد آن را با هوش مصنوعی و ابر رایانه.

در دانشگاه تورنتو تد سارجنت اجرا می شود یک آشپزخانه تست ندارم. تیم او متشکل از محققان و دانشجويان و توسعه دستور العمل اقدامات و مخلوط مواد تشکیل دهنده با دقت و پس از آن ارزیابی پس. این دروغ بیشتر—اگر نه همیشه—به نوبه خود غیر قابل خوردن.

خوشبختانه هر چند طعم نقطه نیست. آنها در حال ساخت مواد غذایی است. سارجنت تیم آشپز با دی اکسید کربن. هدف آنها این است که به ابداع دستور به “ارتقاء” این گاز گلخانه ای به مواد مفید می گوید: Sargent یک مهندس برق. به جای انتشار آلاينده به هوا و یا گرفتن و sequestering آن زیرزمینی کارخانه ها و نیروگاه های آینده می تواند با استفاده از انرژی های تجدید پذیر برای تبدیل دی اکسید کربن به مواد خام می فروشند.

یکی از امیدوار کننده کلاس از دستور العمل شامل الکتریکی نحو دی اکسید کربن با دیگر معرف به تبدیل آن به شش اتم مولکول اتیلن تشکیل شده از دو اتم کربن و چهار hydrogens. اتیلن یک ماده خام مورد استفاده برای ساخت مشترک پلاستیک از جمله کسانی که در سوپر مارکت و کیسه Ziploc. “آن را حدود 60 میلیارد دلار در بازار می گوید:” Sargent. “این بسیار با ارزش کالا شیمی.”

اما اهمیت واقعی سارجنت کار نیست فقط ارزش از دستور العمل های خود را. این است که او را پخت و پز با هوش مصنوعی. سارجنت تیم کشف مواد جدید برای ساخت اتیلن با استفاده از هوش مصنوعی و ابر رایانه-محور تکنیک های که شده است به دست آوردن محبوبیت در میان مواد دانشمندان در دهه گذشته است.

سارجنت همکاری با Zachary Ulissi از دانشگاه کارنگی ملون که متخصص در استفاده از الگوریتم ها به ابداع مواد جدید است. Ulissi شبیه سازی شده 12,229 میکروسکوپی از نزدیک از 244 کریستال های مختلف به صفر در مهمترین نامزدها برای ساخت اتیلن. به طور خاص آنها می خواستند برای پیدا کردن مواد است که مونوکسید کربن مولکول—تولید می شوند که از تجزیه دی اکسید کربن—خواهد چوب به راحتی. Ulissi با استفاده از یک ابر رایانه برای اجرای یک کسری از شبیه سازی یک زمان فشرده کار است که غیر عملی خواهد بود برای تکمیل برای تمام 12,229 از نزدیک. سپس او آموزش دیده و ماشین آلات-الگوریتم یادگیری با آن ابر نتایج جستجو و الگوریتم های آموخته شده را به باقی مانده شبیه سازی سرعت.

hand tinkering with electrical equipment
تد سارجنت با استفاده از برق نصب setups مانند این به نظر شیمیایی ارتقا دی اکسید کربن را به مواد مفید در دانشگاه تورنتو است.عکس: Daria Perevezentsev/دانشگاه تورنتو

این کامپیوتر مبتنی بر روش محققان با ارائه سریع تر و استراتژی جامع برای کشف مواد جدید است. آن را می توانید در دو دهه گذشته برای دانشمندان به کشف یک ماده و لحن آن را به خوبی به اندازه کافی برای تجاری. عرفا می گوید: Ulissi “آن شده است واقعا دشوار است به جستجوی گسترده عصری مواد.” به عنوان داستان می رود در سال 1870 توماس ادیسون تست شده بیش از 3000 مواد مختلف برای پیدا کردن سمت راست رشته برای اولین مقرون به صرفه لامپ های رشته ای. در نهایت رشته که حاکم بود در قرن بعدی ساخته شده از تنگستن—مواد ادیسون هرگز حتی سعی کردم.

به همین ترتیب تورنتو/کارنگی ملون تیم ممکن است پیدا کرده اند خود را برنده مواد تشکیل دهنده است. دستور العمل های خود را نیاز به مقدار زیادی از برق را که بدان معنی است که در حال حاضر تولید اتیلن از دی اکسید کربن است که سود آور نیست. سارجنت و همکارانش در حال کار برای طراحی از لحاظ اقتصادی قابل دوام دستور العمل های. در کار جدید منتشر شده در هفته گذشته در طبیعتآنها گزارش کشف چند مواد جدید به اصطلاح کاتالیزور قادر می سازد که سریع تر و بیشتر انرژی کارآمد دستور برای تبدیل کربن دی اکسید اتیلن. این کاتالیزور می تواند مواد تشکیل دهنده مخفی که در نهایت باعث می شود این فن آوری های مقیاس پذیر. “ما نیاز به کاهش ردپای کربن ما, اما ما نمی خواهیم به انجام این کار در هزینه افزایش رفاه مردم در سراسر جهان می گوید:” Sargent.

با کامپیوتر, مواد دستور دیگر صرفا محدود به یک فرد دانشمند تخصص. خود را برای پیدا کردن کاتالیزور Ulissi و سارجنت تیم با استفاده از یک پایگاه داده به نام مواد پروژه که با هدف خدمت به مواد دانشمندان به عنوان یک گوگل مانند موتور جستجو. این شامل اطلاعات در مورد بیش از 120.000 مختلف معدنی و ترکیبات شیمیایی. هر کسی می تواند ورود بر روی وب سایت خود را مشخص کنید که کدام اتمی عناصر آنها می خواهم به بررسی و خواص آنها می خواهم به دنبال و به سرعت پیدا کردن بسیاری از مواد نامزد.

copperaluminum alloy
محققان با استفاده از هوش مصنوعی و ابر به ابداع تکنیک های جدید این آلیاژ مس و آلومینیوم برای تسریع در تبدیل دی اکسید کربن به اتیلن یک ماده شیمیایی مورد استفاده برای پلاستیک.عکس: Miao زونگ/دانشگاه تورنتو

سارجنت و Ulissi برای مثال می دانستم که از تجربه قبلی که حاوی مس مواد را خوب کاتالیزور به طوری که آنها جستجو مواد پروژه به طور خاص برای nonreactive آلیاژهای ساخته شده از مس است. سایت پیشنهاد 244 کریستال به عنوان یک نقطه شروع است. از لیست این تیم را با الگوریتم با اشاره به آلومینیوم حاوی مس و آلیاژهای مس که ممکن است بهترین جا. به عنوان الگوریتم های پیش بینی شده برای بهترین آلومینیوم-مس نسبت و چگونه به طور مساوی دو فلز باید مخلوط دانشمندان در آزمایشگاه سنتز مواد بر اساس آن پیش بینی و تغذیه نتایج خود را به عقب به الگوریتم. این فرآیند تکرار شونده بین کامپیوتر و آزمایشگاه دانشمندان در نهایت آنها را به کشف و تولید 17 کارآمد کاتالیزور در آزمایشگاه است. (تمام این کار به پایان رسید خود را قبل از آزمایشگاه تعطیل دو ماه پیش با توجه به Covid-19 بیماری همه گیر.)

بیشتر دانشمندان در حال حاضر با تکیه بر ابزار میتواند به ابداع مواد جدید است. “واقعا وجود دارد شده است یک تغییر پارادایم در 20 سال گذشته می گوید:” کریستین پرسون یک فیزیکدان در لارنس برکلی و آزمایشگاه ملی که شروع به مواد پروژه پایگاه داده در سال 2011. روش های محاسباتی “رفته از تو رفتگی در دیوار های کاربردی برای رانندگی نوآوری,” او می گوید.

در سال 2017, بوئینگ, وابسته به محققان گزارش دادند با استفاده از هوش مصنوعی به ابداع یک پودر آلیاژ برای 3D-چاپ قطعات هواپیما. که در همان سال محققان در آزمایشگاه ملی لوس آلاموس با استفاده از هوش مصنوعی برای طراحی آلیاژهای است که می تواند بارها و بارها گرم و سرد و بدون ضعف. ژوئیه گذشته Duracell راه اندازی یک باتری جدید به نام مطلوب است که شامل یک ماده جدید که پرسون اول کشف شده در سال 2004 با استفاده از شبیه سازی های کامپیوتری. غول نفتی BP به تازگی با همکاری ماساچوست مبتنی بر راه اندازی Kebotix است که ایجاد یک هوش مصنوعی هدایت ابزار برای طراحی و دستور العمل های بیشتر محیط زیست دوستانه پلاستیک.

هنوز هم حتی با هوش مصنوعی و سوپرکامپیوترها آن زمان سارجنت و Ulissi تیم حدود سه سال به شناسایی این کاتالیزور تست آنها و انتشار نتایج. از زمان کشف مواد تنگناها در آزمایشگاه—مخلوط کردن مواد شیمیایی و تست آنها می گوید پرسون. الگوریتم تنها می تواند کمک بسیار او می گوید: از آنجا که شما هنوز هم نیاز به تست تمام ایده ها در میز کار.

پرسون فکر می کند که ترکیب روبات به گردش خواهد با سرعت بالا مواد کشف. “تنها پاسخ وجود دارد رباتیک,” او می گوید. “ما نمی توانیم استخدام هر گراد دانش آموز در مدرسه ما برای ایستادن در خط مونتاژ تلاش همه امکانات مختلفی که این محاسبات در حال تف کردن در آنها.”

در واقع Kebotix در حال حاضر شروع به استفاده از روبات ها به کشف مواد شیمیایی. شرکت در حال حرکت به سمت به طور کامل خودمختار مواد و طراحی و راه اندازی است که با مدیر عامل شرکت جیل بکر اشاره به عنوان “خود-رانندگی آزمایشگاهی” که در آن از شبیه سازی های کامپیوتری نشان می دهد دستور العمل های مواد جدید و روبات تست این دستور العمل. Kebotix مشتریان ممکن است انتخاب کنید برای استفاده از این قابلیت به طور مستقل با یک موسسه ملی بهداشت آزمایشگاه به تازگی با استفاده از این شرکت هوش مصنوعی نرم افزار به نحو احسن انجام یک آزمایش برای توسعه مواد مخدر.

هنوز هم با روبات ها, مواد کشف نیاز بشر نظارت. الگوریتم های فوق العاده دقیق و سنتز مواد جدید هنوز هم نیاز به “یک مقدار عادلانه از artisanship می گوید:” Sargent. “آن را مانند experimentalists هرگز تعجب نظریه پردازان” او می افزاید. حتی با پایه میکسر Instapots و نان ماشین آلات آشپزخانه هنوز هم نیاز به طبخ.


بزرگ تر سیمی داستان
  • چگونه یک هوش مصنوعی غول ساخته چت—نظارت—آسان
  • اعترافات مارکوس Hutchins هکر که ذخیره شده اینترنت
  • ما باید یاد بگیرند که به خواندن با هم زمانی که ما دور از هم
  • 27 روز در توکیو بای: آنچه اتفاق افتاده است در الماس شاهزاده
  • نکات و ابزار برای برش مو در خانه
  • 👁 AI آشکار بالقوه Covid-19 درمان است. به علاوه: دریافت آخرین اخبار AI
  • 🏃🏽♀️ می خواهید بهترین ابزار برای دریافت سالم است ؟ ما را بررسی کنید دنده تیم میدارد برای تناسب اندام بهترین انتقالها دنده در حال اجرا (از جمله کفش و جوراب) و بهترین هدفون

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.de