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人工智能助力新材料研发——深圳市人工智能行业协会
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人工智能助力新材料研发——深圳市人工智能行业协会

  • 分类:新闻动态
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  • 来源:
  • 发布时间:2021-04-30 09:33
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【概要描述】人工智能研究和开发蓬勃。伴随着应用领域的不断拓展,其他学科也在与人工智能的结合中取得了意想不到的成果,新材料就是其中之一。

人工智能助力新材料研发——深圳市人工智能行业协会

【概要描述】人工智能研究和开发蓬勃。伴随着应用领域的不断拓展,其他学科也在与人工智能的结合中取得了意想不到的成果,新材料就是其中之一。

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人工智能研究和开发蓬勃。伴随着应用领域的不断拓展,其他学科也在与人工智能的结合中取得了意想不到的成果,新材料就是其中之一深圳市人工智能行业协会。

 

国外已有人工智能辅助新材料研发的案例报道。英国利物浦大学的科学研究人员开发出一种机器人,它可以在8天内自主设计化学反应路线,完成688项实验,发现一种有效的催化剂可以改善聚合物光催化性能,而人工完成这个实验需要几个月的时间。不久之前,日本大坂大学的一位教授使用了1200种光伏电池材料作为培训数据库,通过机器学习算法研究聚合物结构与光电感应之间的关系,成功地在1分钟内筛选出具有潜在应用价值的化合物结构,而传统的方法需要5-6年深圳市人工智能行业协会。

 

这种成功应用蕴藏着对新材料与科技进步的无限可能。在人类历史上,每次科技革命都与材料的发展紧密相连。在工业革命之前,石器、青铜、铁器的发展,使手工业逐步与狩猎、农牧业分离。钢铁和复合材料在第一次工业革命之后逐渐占据了人们的日常生活。自第三次工业革命以来,半导体、高晶硅、聚合物等新材料得到了迅速发展。进入新世纪以来,随着高端制造业的进一步完善,围绕功能化、智能化、一体化的发展路径,新材料与纳米技术、生物技术、信息技术等新兴产业深度融合,成为科技进步的重要手段深圳市人工智能行业协会。

 

新型材料的开发是基础研究与应用基础研究相结合的过程,要经过对其化学性能和物理加工性能的改进,这一过程比较困难。就拿新近兴起的智能纤维来说,这种新型材料可以在外界环境刺激下发生体积或形态变化,可以用来构建可穿戴式智能设备。研究开发时,首先要了解其刺激反应机理,并建立适当的物理模型进行解释;其次要选择合适的材料作为研究对象,运用化学方法改善其功能和性质,通过反复试验探索其刺激反应条件,完善结构单元性能;最后是生产加工,经过纺丝、染整、织造等不同工序,不断进行工艺优化和技术改进。这说明新材料研发是典型的试错性研究开发,研究开发周期往往较长。

 

人工智能可作为一种有力的辅助手段,通过数据共享,对先进材料的理化性能进行预测、筛选,从而加速新型材料的合成与生产。以往的材料设计都是通过理论计算建立结构与性能关系。然而,由于原子的结合方式多种多样,设计一种新的分子结构就像一场积木游戏,在拼搭过程中无法预测分子的性质。机器学习算法是人工智能的一个分支,特别是在新材料设计方面,它特别“得力”,它的工作过程主要包括“描述符”生成,模型建立与验证,材料预测,实验验证四个步骤。描述符是指在已有资料的基础上,描述材料的一些特殊性质,然后建立非线性形式的训练模型,对新的材料性质进行预测,不再依赖于物理知识。

 

为了在新材料上擦出更多的“火花”,人工智能仍然面临一些挑战。例如, 人工智能算法难以准确地预测晶体结构,训练数据的可靠性还有待于发展理论方法等。要想更好地发挥学科交叉融合的乘数效应,除了算法的不断改进外,理论计算化学的发展、材料特性表征方法的研究与开发等都应齐头并进。相信通过各方科学家的共同努力,未来新材料的创新成果将不断涌现深圳市人工智能行业协会。

 

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