美國(guó)一個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)希望利用人工智能在極短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)新的鋼材替代品。結(jié)果，他們發(fā)現(xiàn)了三種新的混合物，可用于制作金屬玻璃，時(shí)間上比以前同類工作快了200倍。

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科學(xué)家利用人工智能發(fā)現(xiàn)新材料Dawn Harmer / SLAC國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室：Fang Ren在加速器實(shí)驗(yàn)室做博士后期間開(kāi)發(fā)了即時(shí)分析數(shù)據(jù)的算法。圖中的她正在操作斯坦福同步輻射光源射束線系統(tǒng)，該系統(tǒng)已投入使用。

金屬玻璃基本上是未來(lái)的合金。通常，幾種金屬會(huì)混合在一起，目的是將每種金屬的理想特性“添加”在一起制造出“超級(jí)金屬”。合金的性能與金屬類似，看上去也與金屬類似，其原子結(jié)構(gòu)由嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膸缀螆D案組成。而另一方面，金屬玻璃原子結(jié)構(gòu)的幾何圖案并不嚴(yán)謹(jǐn)，其原子結(jié)構(gòu)非常像玻璃那樣無(wú)序。這種原子結(jié)構(gòu)因此使得相應(yīng)的材料比鋼更輕、更堅(jiān)固。因此，金屬玻璃是鋼材的理想替代品。

但金屬玻璃是一種相對(duì)較新的材料，金屬玻璃的各種成分組合未能全部得到測(cè)試?？赡艿慕M合達(dá)數(shù)百萬(wàn)種，在過(guò)去的50年里僅數(shù)千種組合被測(cè)試及評(píng)估，并且只有少數(shù)組合最終被開(kāi)發(fā)使用。所以，金屬玻璃業(yè)界亟需尋找一種可以預(yù)測(cè)最佳組合或?qū)ψ罴呀M合進(jìn)行建模的方法。記者了解到，由能源部的SLAC國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（https://www.nist.gov）（NIST）和西北大學(xué)（https://www.northwestern.edu起頭組建的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)日前找到了發(fā)現(xiàn)最佳金屬玻璃最佳組合的捷徑，而用到的方法就是利用人工智能。

該團(tuán)隊(duì)利用了SLAC的斯坦福同步輻射光源系統(tǒng)（SSRL）（https://www-ssrl.slac.stanford.edu/content/），通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)了三種新的成分混合物，可用于制作金屬玻璃。他們的研究結(jié)果發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances.）上。西北大學(xué)的Chris Wolverton教授是該論文的合作作者。他表示，“通常需要一、二十年才能完成一種材料從發(fā)現(xiàn)到商業(yè)用途的開(kāi)發(fā)。該研究結(jié)果對(duì)于縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間跨出了一大步。我們可以從一個(gè)材料的清單開(kāi)始，利用人工智能迅速地將數(shù)量巨大的潛在材料縮小到幾個(gè)優(yōu)秀的候選材料。”

該研究結(jié)果不僅可以用于金屬玻璃，還可以用于其他材料，研究結(jié)果因此對(duì)于工業(yè)界來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)非常有價(jià)值的技術(shù)。 Wolverton教授的最終目標(biāo)是掃描一種樣本材料后即時(shí)利用機(jī)器學(xué)習(xí)模型提供關(guān)于這種材料的反饋。在過(guò)去的半個(gè)世紀(jì)里，科學(xué)家研究過(guò)約6000種金屬玻璃的成分組合。而Wolverton教授的團(tuán)隊(duì)利用人工智能已經(jīng)篩選了20,000種成分組合。團(tuán)隊(duì)在預(yù)測(cè)、實(shí)驗(yàn)測(cè)量和結(jié)果之間來(lái)回循環(huán)，將重要信息輸入到他們的機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)里。 SSRL X射線束系統(tǒng)可用于掃描合金，然后這些數(shù)據(jù)被輸入到機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)里，進(jìn)而生成新的結(jié)果，然后再用這些數(shù)據(jù)創(chuàng)建一個(gè)新的樣本，再用X射線束掃描直至制作出最好的材料。這種技術(shù)希望能在未來(lái)能發(fā)展成更快的方法，其自動(dòng)化程度能更好及能用于許多許多的材料。機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了許多令人振奮的應(yīng)用；多么美好的時(shí)代。