Игла в купа сено: изкуственият интелект търси идеалната формула за батериите на бъдещето

Нов подход преобръща енергийната индустрия с главата надолу.

Екип от изследователи от PNNL и Националната лаборатория Аргон е разработил интересен подход за ускоряване на научните открития. Те са комбинирали изкуствен интелект (ИИ), високопроизводителни експерименти и опит в областта на материалознанието, за да решат един труден проблем в областта на енергетиката.

Методологията може да се оприличи на намиране на игла в купа сено, като ИИ действа като мощен магнит за извличане на важна информация от множество ресурси.

Учените отдавна проучват оптималните комбинации от разтворители за проточни редокс батерии. Това е една много обещаваща технология, която може да изиграе важна роля в развитието на възобновяемите енергийни източници. Тези батерии генерират енергия чрез изпомпване на електролити (течни разтвори с разтворени химически вещества) от външни резервоари към централно устройство.

Проблемът се състои в това, че съществуват твърде много възможни комбинации от разтвори – около 2000 варианта. Тестването на всеки един от тях би изисквало огромни инвестиции от време и ресурси, дори и при използването на роботизирани системи. Екипът решава да използва изкуствен интелект, за да анализира данните и да предвиди най-обещаващите формули. За да се запълнят пропуските в учебните масиви, информацията е подбрана много внимателно. Обикновено ИИ се обучава върху готови изчислителни резултати, което може да доведе до допълнителни изкривявания. Използването на реални експериментални данни значително е подобрило точността на прогнозите.

Симбиозата на човешкия и изкуствения интелект даде възможност да се стесни полето на търсене. В резултат на това учените успяха да се съсредоточат върху по-малко от 10% от общия брой възможни комбинации. Установено бе, че формулите разтварят три пъти повече от необходимото ключово съединение в сравнение с известните досега варианти.

Важно е да се отбележи, че разработеният подход не се ограничава само до енергийната област. Той може да бъде приложен към широк кръг научни проблеми, особено такива, при които има огромен брой потенциални решения в рамките на една ограничена система.

Според авторите идеята за проекта е вдъхновена от покойния Джордж Крабтрий, основател на Съвместния център за изследване на съхранението на енергия (JCESR). Именно Крабтрий преди време е предложил да се разшири първоначалната идея за използване на високопроизводителните възможности на PNNL за откриване на електролити, като в проекта се включат и специалисти по изкуствен интелект.

Карл Мюлер, друг съавтор на статията, подчерта значението на ускоряването на откриването на нови материали за решаване на проблемите, свързани със съхранението на енергия. Той разглежда това изследване като важна стъпка към създаването на напълно автономни лаборатории, в които почти няма хора.