Khám Phá Tinh Thể Mới: AI Của Google Tiết Kiệm 800 Năm Nghiên Cứu

Trí tuệ nhân tạo từ DeepMind, một bộ phận của Google, vừa phát hiện ra hơn 2,2 triệu cấu trúc tinh thể mới, mở ra nhiều cơ hội cho các nghiên cứu mới về năng lượng tái tạo và công nghệ hiện đại. Phát hiện này không chỉ chứng minh sức mạnh của AI trong việc khám phá vật liệu mới mà còn nâng cao tiềm năng cho những ứng dụng thực tiễn.

Trong số các cấu trúc tinh thể được phát hiện, khoảng 380.000 trong số chúng có đủ độ ổn định để ứng dụng vào các công nghệ tiên tiến, từ pin mặt trời, xe điện cho đến các chất siêu dẫn sử dụng trong các siêu máy tính. Những khám phá này cho thấy khả năng của các hệ thống trí tuệ nhân tạo trong việc rút ngắn thời gian nghiên cứu và phát triển vật liệu mới cho tương lai.

DeepMind của Google đã khám phá ra 2,2 cấu trúc tinh thể khác nhau.

Ông Ekin Dogus Cubuk, một trong những tác giả của nghiên cứu, đã chia sẻ rằng “Khoa học vật liệu là sự giao thoa giữa trừu tượng và thế giới vật lý.” Ông cũng nhấn mạnh rằng việc phát hiện ra các vật liệu mới sẽ cải thiện nhiều công nghệ hiện tại.

Để tìm ra các cấu trúc tinh thể này, đội ngũ nghiên cứu đã phát triển một mạng lưới trí tuệ nhân tạo mang tên GnoME (Graph Networks for Materials Exploration). Qua việc tham khảo dữ liệu từ 48.000 vật liệu đã biết tồn tại hàng nghìn năm, họ đã xây dựng một cơ sở dữ liệu vững chắc giúp AI phát hiện ra những cấu trúc mới.

AI GNoME của Google phát hiện được đến 421.000 loại tinh thể vật liệu ổn định mới, vượt trội hơn hẳn các phương pháp tính toán và thí nghiệm của con người.

Bằng cách thu thập và phân tích dữ liệu, GnoME đã tiến hành tạo ra hàng trăm nghìn cấu trúc mới và đánh giá độ ổn định của chúng. DeepMind ước đoán rằng những vật liệu này mang lại khối lượng kiến thức tương đương với 800 năm nghiên cứu của nhân loại, dựa trên 28.000 vật liệu mới được phát hiện trong thập kỷ qua.

Mô hình hoạt động của GNoME.

Tài liệu từ tạp chí Nature đề cập rằng “Các thí nghiệm tìm kiếm vật liệu mới thường tốn kém và phức tạp.” Nghiên cứu này mở rộng khả năng nhận thức của chúng ta về các vật liệu ổn định có thể sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

6 ví dụ về những loại vật liệu đã được thuật toán AI của Google phát hiện ra và được các nhóm nghiên cứu bên ngoài xác thực bằng những nghiên cứu của riêng họ.

Ông Cubuk cũng nhấn mạnh rằng 2 ứng dụng tiềm năng cho các hợp chất mới bao gồm phát triển vật liệu phân lớp linh hoạt và tạo ra các hệ thống điện toán mô phỏng thần kinh nhân tạo bằng cách sử dụng vi chip để mô phỏng hoạt động não bộ con người.

Đội ngũ khoa học tại Đại học California, Berkeley và Phòng Thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley đã ứng dụng những phát hiện của DeepMind trong việc thử nghiệm để sản xuất các loại vật liệu mới. Nhóm nghiên cứu này, được gọi là A-lab, đã sử dụng dữ liệu lịch sử và công nghệ học máy để hướng dẫn một phòng thí nghiệm tự động, tạo ra 41 hợp chất mới từ danh sách 58 hợp chất được AI phát hiện, với tỷ lệ thành công hơn 70%.

Công cụ AI này của DeepMind đã được ví như “ChatGPT của ngành hóa học”, nhấn mạnh sức ảnh hưởng mạnh mẽ của nó đối với khoa học vật liệu.

“Các phát hiện khoa học sẽ mở ra một kỷ nguyên mới cho AI,” bà Carla Gomes, đồng giám đốc Viện Khoa học AI tại Đại học Cornell, cho biết. “Điều này thật sự thú vị!”