Khám Phá Cấu Trúc Tinh Thể Mới Qua Trí Tuệ Nhân Tạo: Bước Đột Phá Của Google

Trong một nghiên cứu đột phá, các chuyên gia từ DeepMind, một nhánh của Google, đã phát hiện ra tổng cộng 2,2 triệu cấu trúc tinh thể mới, mở ra cánh cửa cho vô vàn khả năng ứng dụng trong lĩnh vực năng lượng tái tạo và công nghệ điện toán hiện đại. Những khám phá này không chỉ chứng minh sức mạnh của trí tuệ nhân tạo mà còn thể hiện tiềm năng của nó trong việc tìm kiếm và tạo ra những vật liệu mới.

Số lượng 380.000 cấu trúc trong số này được xác nhận là đủ ổn định để phát triển thành những công nghệ tiên tiến, phục vụ cho những ứng dụng như pin mặt trời và pin điện cho xe hơi, cùng với các chất siêu dẫn cho các siêu máy tính tối tân. Đây là dấu hiệu cho thấy trí tuệ nhân tạo có thể giúp giảm thiểu thời gian nghiên cứu, giúp chúng ta nhanh chóng tìm ra các loại vật liệu thú vị và tiềm năng.

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

Nhà nghiên cứu Ekin Dogus Cubuk chia sẻ rằng: “Khoa học vật liệu kết hợp những suy nghĩ trừu tượng với những thực tế vật lý. Hầu như không có công nghệ nào không thể được cải thiện bằng những vật liệu mới được phát hiện này”.

Để thực hiện điều này, đội ngũ DeepMind đã phát triển một mạng lưới trí tuệ nhân tạo tiên tiến mang tên GnoME (Graph Networks for Materials Exploration). Hệ thống này bắt đầu từ việc thu thập dữ liệu của 48.000 loại vật liệu đã được biết đến từ nhiều thế kỷ trước, từ đồng, sắt đến các chất liệu mới phát hiện gần đây.

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 đây.

Mạng lưới máy học này tạo ra các cấu trúc vật liệu mới và thực hiện đánh giá khả năng ổn định của chúng, từ đó đã tạo ra hàng trăm nghìn loại tinh thể mới. DeepMind ước tính rằng, số lượng vật liệu đã được xác định thông qua trí tuệ nhân tạo sẽ tương đương với 800 năm nghiên cứu của nhân loại – dựa trên 28.000 loại vật liệu mới được phát hiện trong thập kỷ vừa qua.

Mô hình hoạt động của GNoME.

Tài liệu đăng tải trên tạp chí Nature đã nhấn mạnh rằng: “Việc tìm kiếm các loại tinh thể mới thường gặp khó khăn do chi phí thí nghiệm cao. Nghiên cứu này cho thấy chúng ta đã mở rộng quy mô hiểu biết về các loại vật liệu ổn định”.

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 cho hay rằng, hai ứng dụng khả thi cho những hợp chất mới này bao gồm việc phát triển các vật liệu linh hoạt mới và xây dựng các hình thức điện toán mô phỏng thần kinh nhân tạo, sử dụng vi chip để tái tạo hoạt động của não người.

Các nhà khoa học tại Đại học California, Berkeley và Phòng Thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley đang tận dụng những phát hiện của DeepMind trong các thí nghiệm của họ. Nhóm nghiên cứu này, gọi là A-lab, đã sử dụng dữ liệu lịch sử kết hợp với các phương pháp máy học để phát triển một phòng thí nghiệm tự động và đã tạo ra 41 hợp chất mới từ danh sách 58 hợp chất mà AI phát hiện, đạt tỷ lệ thành công vượt hơn 70%.

Vì lý do đó, công cụ AI GnoME của DeepMind đã được ví như “ChatGPT của ngành hóa học”, với tác động sâu rộng đến lĩnh vực khoa học vật liệu.

Các khám phá trong lĩnh vực khoa học này chắc chắn sẽ là những cột mốc mới cho sự phát triển của trí tuệ nhân tạo trong tương lai