12 月 1 日消息，谷歌旗下 DeepMind 日前在《自然》期刊上展示了自家 AI 工具 GNoME，并介紹了 AI 在材料科學(xué)上的相關(guān)應(yīng)用，據(jù)悉，DeepMind 使用 GNoME 發(fā)現(xiàn)了 220 萬(wàn)種新晶體，其中有 38 萬(wàn)種晶體屬于穩(wěn)定材料，可以在實(shí)驗(yàn)室制造，有望應(yīng)用在電池或是超導(dǎo)體等方面。

▲ 圖源 DeepMind

目前 ICSD 數(shù)據(jù)中，約有 2 萬(wàn)種晶體在計(jì)算上被認(rèn)為處于“穩(wěn)定態(tài)”，此前 Materials Project 等團(tuán)隊(duì)通過(guò)一系列計(jì)算方法，又找出了 2.8 萬(wàn)種晶體。不過(guò) DeepMind 認(rèn)為，此前業(yè)界經(jīng)過(guò)改進(jìn)的計(jì)算方法，雖然能夠加快發(fā)現(xiàn)新晶體結(jié)構(gòu)的速度，但是時(shí)間與金錢成本相當(dāng)高。

而 DeepMind 的新工具 GNoME，據(jù)稱突破了此前的各種計(jì)算方法，能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)一系列穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)，并從中生成了 220 萬(wàn)種材料，DeepMind 聲稱，如果僅憑借人力計(jì)算出這些材料，需要花費(fèi) 800 年。

▲ 圖源 DeepMind

IT之家從 DeepMind 報(bào)告中獲悉，GNoME 開發(fā)材料的效率相當(dāng)高，該模型一共設(shè)計(jì)了 5.2 萬(wàn)種新型石墨烯層狀化合物，而在之前，人類只鑒定出約 1,000 種類似的材料。此外，GNoME 還發(fā)現(xiàn) 528 種潛在的鋰離子導(dǎo)體，導(dǎo)電能力可達(dá)之前材料的 25 倍。科學(xué)家認(rèn)為，僅僅是上述發(fā)現(xiàn)，就有望改善目前電子產(chǎn)品中應(yīng)用的電池能耗。

▲ 圖源 DeepMind

DeepMind 提到， GNoME 采用兩種策略來(lái)尋找材料，第一種是根據(jù)已知晶體結(jié)構(gòu)創(chuàng)造候選物，另一種則是基于化學(xué)公司，以更隨機(jī)的方式探索候選物結(jié)構(gòu)。該模型同時(shí)通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)處理和分析上述兩種方法的輸出，使用密度泛函理論（Density Functional Theory）計(jì)算，來(lái)評(píng)估這些候選物的穩(wěn)定性。并利用一種稱為“主動(dòng)學(xué)習(xí)（Active Learning）”的方法來(lái)提高晶體預(yù)測(cè)精準(zhǔn)度和效率，從而大幅增加發(fā)現(xiàn)新材料的速度和成功率。

▲ 圖源 DeepMind

GNoME 模型旨在是降低發(fā)現(xiàn)新材料的成本，目前全球的科學(xué)家已在實(shí)驗(yàn)室制造出 736 種 GNoME 所預(yù)測(cè)的新材料，這證明了 GNoME 的晶體預(yù)測(cè)在現(xiàn)實(shí)中的準(zhǔn)確性與可行性，而 DeepMind 目前已經(jīng)將 GNoME 新發(fā)現(xiàn)的晶體數(shù)據(jù)庫(kù)公開，協(xié)助科研人員測(cè)試和制造候選材料。