Khám Phá Hơn 2 Triệu Cấu Trúc Tinh Thể Mới: Đột Phá Của AI Google

Các nhà khoa học từ DeepMind, một bộ phận nghiên cứu trí tuệ nhân tạo của Google, vừa công bố phát hiện 2,2 triệu cấu trúc tinh thể mới. Điều này không chỉ tạo ra cơ hội cho những bước đột phá mới trong lĩnh vực năng lượng tái tạo, mà còn mở ra triển vọng cho sự phát triển của các công nghệ thế hệ tiếp theo. Thông qua việc ứng dụng AI, các nhà nghiên cứu đã chứng minh khả năng vượt trội của hệ thống trí tuệ nhân tạo trong việc tìm kiếm vật liệu mới.

Trong số hơn 2 triệu cấu trúc tinh thể được phát hiện, có khoảng 380.000 loại tinh thể có độ ổn định đủ cao để có thể ứng dụng vào những công nghệ mới, từ năng lượng mặt trời đến pin xe điện và chất siêu dẫn cho các siêu máy tính hiện đại. Những phát hiện này cho thấy sức mạnh của trí tuệ nhân tạo giúp rút ngắn thời gian nghiên cứu và phát triển vật liệu.

Hình ảnh minh họa cho các cấu trúc tinh thể mới được phát hiện.

“Khoa học vật liệu giống như giao thoa giữa những ý tưởng trừu tượng và vũ trụ vật lý,” Ekin Dogus Cubuk, đồng tác giả nghiên cứu cho biết. “Việc cải thiện công nghệ cần phải dựa vào những vật liệu tốt hơn đã được phát hiện.”

Để đạt được phát hiện này, nhóm nghiên cứu đã phát triển một mạng lưới AI mang tên GnoME (Graph Networks for Materials Exploration). Bước đầu tiên là xây dựng cơ sở dữ liệu từ 48.000 loại vật liệu mà con người đã biết đến trong hàng nghìn năm, bao gồm đồng, sắt và nhiều vật liệu mới.

AI GNoME đã phát hiện ra đến 421.000 cấu trúc tinh thể mới, vượt qua mọi phương pháp thí nghiệm truyền thống.

Từ dữ liệu này, GnoME tạo ra những cấu trúc vật liệu mới, sau đó đánh giá độ ổn định của chúng. Kết quả là hàng trăm nghìn cấu trúc mới đã được sinh ra, và theo ước tính, số lượng vật liệu được xác định tương đương với 800 năm nghiên cứu mà nhân loại đã trải qua, căn cứ vào khoảng 28.000 vật liệu được tìm ra trong thập kỷ trước.

Mô hình hoạt động của mạng lưới GNoME.

“Các thí nghiệm tìm kiếm vật liệu mới thường gặp khó khăn vì chi phí thử nghiệm cao,” một tài liệu trên tạp chí Nature đã chỉ ra. “Nghiên cứu của chúng tôi mở rộng hiểu biết về các loại vật liệu ổn định mà nhân loại đã biết.”

Những ví dụ nổi bật về các vật liệu được tìm thấy nhờ thuật toán AI của Google.

Ông Cubuk cũng nhấn mạnh hai ứng dụng tiềm năng cho các hợp chất mới, bao gồm phát triển vật liệu phân lớp linh hoạt và những hình thức điện toán thần kinh nhân tạo sử dụng vi chip để mô phỏng hoạt động của não.

Các nhà khoa học tại Đại học California, Berkeley, và Phòng Thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley đang áp dụng phát hiện của DeepMind để thực hiện thí nghiệm tạo ra vật liệu mới. Nhóm này, được gọi là A-lab, đã sử dụng dữ liệu lịch sử và máy học để hướng dẫn một phòng thí nghiệm tự động, tạo ra 41 hợp chất mới từ danh sách 58 hợp chất mà AI đã xác định, với tỷ lệ thành công hơn 70%.

Bởi đó, nhóm nghiên cứu đã gọi GnoME là “ChatGPT của ngành hóa học” vì ảnh hưởng lớn mà nó đem lại cho lĩnh vực khoa học vật liệu.

“Những khám phá trong khoa học sẽ mở ra biên giới mới cho AI”, Carla Gomes, đồng giám đốc Viện Khoa học AI thuộc Đại học Cornell nhận định. “Đó là lý do mà tôi thấy điều này thực sự thú vị.”