Добавить новость
ru24.net
News in English
Ноябрь
2023

Google DeepMind’s new AI tool helped create more than 700 new materials

0

From EV batteries to solar cells to microchips, new materials can supercharge technological breakthroughs. But discovering them usually takes months or even years of trial-and-error research. 

Google DeepMind hopes to change that with a new tool that uses deep learning to dramatically speed up the process of discovering new materials. Called graphical networks for material exploration (GNoME), the technology has already been used to predict structures for 2.2 million new materials, of which more than 700 have gone on to be created in the lab and are now being tested. It is described in a paper published in Nature today. 

Alongside GNoME, Lawrence Berkeley National Laboratory also announced a new autonomous lab. The lab takes data from the materials database that includes some of GNoME’s discoveries and uses machine learning and robotic arms to engineer new materials without the help of humans. Google DeepMind says that together, these advancements show the potential of using AI to scale up the discovery and development of new materials.

GNoME can be described as AlphaFold for materials discovery, according to Ju Li, a materials science and engineering professor at the Massachusetts Institute of Technology. AlphaFold, a DeepMind AI system announced in 2020, predicts the structures of proteins with high accuracy and has since advanced biological research and drug discovery. Thanks to GNoME, the number of known stable materials has grown almost tenfold, to 421,000.

“While materials play a very critical role in almost any technology, we as humanity know only a few tens of thousands of stable materials,” said Dogus Cubuk, materials discovery lead at Google DeepMind, at a press briefing. 

To discover new materials, scientists combine elements across the periodic table. But because there are so many combinations, it’s inefficient to do this process blindly. Instead, researchers build upon existing structures, making small tweaks in the hope of discovering new combinations that hold potential. However, this painstaking process is still very time consuming. Also, because it builds on existing structures, it limits the potential for unexpected discoveries. 

To overcome these limitations, DeepMind combines two different deep-learning models. The first generates more than a billion structures by making modifications to elements in existing materials. The second, however, ignores existing structures and predicts the stability of new materials purely on the basis of chemical formulas. The combination of these two models allows for a much broader range of possibilities. 

Once the candidate structures are generated, they are filtered through DeepMind’s GNoME models. The models predict the decomposition energy of a given structure, which is an important indicator of how stable the material can be. “Stable” materials do not easily decompose, which is important for engineering purposes. GNoME selects the most promising candidates, which go through further evaluation based on known theoretical frameworks.

This process is then repeated multiple times, with each discovery incorporated into the next round of training.

In its first round, GNoME predicted different materials’ stability with a precision of around 5%, but it increased quickly throughout the iterative learning process. The final results showed GNoME managed to predict the stability of structures over 80% of the time for the first model and 33% for the second. 

Using AI models to come up with new materials is not a novel idea. The Materials Project, a program led by Kristin Persson at Berkeley Lab, has used similar techniques to discover and improve the stability of 48,000 materials. 

However, GNoME’s size and precision set it apart from previous efforts. It was trained on at least an order of magnitude more data than any previous model, says Chris Bartel, an assistant professor of chemical engineering and materials science at the University of Minnesota. 

Doing similar calculations has previously been expensive and limited in scale, says Yifei Mo, an associate professor of materials science and engineering at the University of Maryland. GNoME allows these computations to scale up with higher accuracy and at much less computational cost, Mo says: “The impact can be huge.”

Once new materials have been identified, it is equally important to synthesize them and prove their usefulness. Berkeley Lab’s new autonomous laboratory, named the A-Lab, has been using some of GNoME’s discoveries with the Materials Project information, integrating robotics with machine learning to optimize the development of such materials.

The lab is capable of making its own decisions about how to make a proposed material and creates up to five initial formulations. These formulations are generated by a machine-learning model trained on existing scientific literature. After each experiment, the lab uses the results to adjust the recipes.

Researchers at Berkeley Lab say that A-Lab was able to perform 355 experiments over 17 days and successfully synthesized 41 out of 58 proposed compounds. This works out to two successful syntheses a day.

In a typical, human-led lab, it takes much longer to make materials. “If you’re unlucky, it can take months or even years,” said Persson at a press briefing. Most students give up after a few weeks, she said. “But the A-Lab doesn’t mind failing. It keeps trying and trying.”

Researchers at DeepMind and Berkeley Lab say these new AI tools can help accelerate hardware innovation in energy, computing, and many other sectors.

“Hardware, especially when it comes to clean energy, needs innovation if we are going to solve the climate crisis,” says Persson. “This is one aspect of accelerating that innovation.”

Bartel, who was not involved in the research, says that these materials will be promising candidates for technologies spanning batteries, computer chips, ceramics, and electronics. 

Lithium-ion battery conductors are one of the most promising use cases. Conductors play an important role in batteries by facilitating the flow of electric current between various components. DeepMind says GNoME identified 528 promising lithium-ion conductors among other discoveries, some of which may help make batteries more efficient. 

However, even after new materials are discovered, it usually takes decades for industries to take them to the commercial stage. “If we can reduce this to five years, that will be a big improvement,” says Cubuk.

Correction: This story has been updated to make clear where the lab’s data comes from.




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus



Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: С 1 августа Соцфонд увеличит страховые пенсии россиян

Более 40 тысяч семей в Москве и области получают ежемесячные выплаты из средств материнского капитала

Столичные росгвардейцы задержали мужчину, подозреваемого в грабеже

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: Более 12 тысяч жителей Москвы и Московской области получают повышенную пенсию за работу в сельском хозяйстве


«Норникель» внедрил решения на базе ИИ почти на всех производственных площадках

Россиян предупредили, что боль в глазах и в пояснице может быть симптомом лихорадки Западного Нила, которую разносят комары

Дистрибьюция Музыки.

Дольче вита с выгодой в Fish Point Family Resort


Kamala Harris’s Record on Israel Raises Questions About Support for Jewish State if Elected US President

IWF signs off “state-of-the-art” training facilities for the Paris 2024 Olympics

Why you should buy physical copies of your favorite books

Kim Cattrall says she won’t return to ‘Sex and the City’ sequel’s third season


На туманных скалах

Штат консультантов 1C-практики «Борлас» вырос до 300 человек

Беспроводной сканер штрих-кодов SAOTRON P05i промышленного класса

Свечение Жеребцовой горы...


A Google Doodle animator is my new favorite Elden Ring lore theorist thanks to this cartoon retelling of Shadow of the Erdtree set to a Taylor Swift song

Warner Bros acquires MultiVersus devs as it shifts focus to free-to-play

Гайд по регистрации, установке и входу в Throne and Liberty для игроков из России и СНГ

Приключение-головоломка Arranger вышла на смартфоны и PC



Дистрибьюция Музыки.

Московское «Торпедо» обыграло «Енисей» в гостевом матче Первой лиги

«Норникель» внедрил решения на базе ИИ почти на всех производственных площадках

Калинка моя: автокросс в Калининце




Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: С 1 августа Соцфонд увеличит страховые пенсии россиян

«Факел» проиграл «Акрону» в первом поединке на воронежском стадионе

Начальник Главного управления вневедомственной охраны Росгвардии вручил ключи от автомобиля многодетному отцу-росгвардейцу

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: Более 12 тысяч жителей Москвы и Московской области получают повышенную пенсию за работу в сельском хозяйстве


Международные морские перевозки

Подмосковная спортсменка победила на международных соревнованиях по теннису

Мероприятие для молодых мам прошло в центре «Импульс» в Мытищах

В Щелкове обновили двор дома № 25 на Пролетарском проспекте


Елена Веснина показала свой номер в Олимпийской деревне: видео

Олимпийка с титулом // Теннисистка Мирра Андреева перед стартом Игр в Париже впервые выиграла турнир WTA

Мирру Андрееву наградили за первую победу в турнире на уровне WTA

Рыбакина обратилась к публике после снятия с Олимпийских игр в Париже


Жители Испании помогли российскому кораблю «Штандарт»

Школьники из Долгопрудного победили на Международной олимпиаде по физике в Иране

Голы Майсторовича и Нгамалё помогли «Динамо» победить «Локомотив» в чемпионате России

Евгений Петросян в храм, а Елена Степаненко в суд: что происходит в жизни бывших супругов


Музыкальные новости

Концерт Slimus в Новосибирске перенесли на неопределенный срок

Адвокат Алсу Крючков не увидел перспектив сохранения брака певицы с Абрамовым

Артисты Алла Пугачева и Андрей Макаревич приехали на фестиваль Вайкуле

Метаморфозы Гарика Burito: музыканту устроили сюрприз в эфире «Юмор FM»



Там, где Клин шумит: куда отправиться в короткое путешествие недалеко от Москвы

Калинка моя: автокросс в Калининце

Дистрибьюция Музыки.

Первенство Московской области до 17 лет, Пер-во г.Люберцы на призы ЛФТ до 13 лет


Замглавы МИД принял посла Франции в связи с завершением его миссии в России

Блогеры «Инсайт Люди» проведут серию профильных форумов по России

Уральская ТПП объединяет соотечественников в разных странах новым проектом

Гайд по регистрации, установке и входу в Throne and Liberty для игроков из России и СНГ


Калинка моя: автокросс в Калининце

Покорение новых высот – чип тюнинг от GAN

Jetour представил в России новый кроссовер X50 за 2 млн рублей

Движение под Воронежем на трассе М-4 «Дон» парализовали два ДТП


Штаб-квартиру Роскосмоса предложили разместить в Амурской области

Остроумный ответ Путина на провокационный вопрос сорвал аплодисменты

Эрдоган стал спешить на встречу с Асадом


Денис Проценко, Дарья Повереннова и Алексей Немов — о привычках, которые помогают им сохранять здоровье




Сотрудники фитнес-клуба в Москве случайно залили в канистру с хлором ядовитый газ

Shot: в Москве сотрудники фитнес-клуба случайно устроили утечку ядовитых газов

Родившегося с пулей в животе ребенка спасли врачи в Подмосковье

Гастроэнтеролог Садыков дал 3 совета, как не отравиться дыней и арбузом


"Победить невозможно". В Киеве заявили о большой проблеме из-за Зеленского

"Часть дипломатической торговли": Политолог объяснил слова Подоляка об отказе от мира с Россией


Калинка моя: автокросс в Калининце

Чемпионаты Росгвардии по служебному биатлону и легкоатлетическому кроссу завершились во Владимире

Московское «Торпедо» обыграло «Енисей» в гостевом матче Первой лиги

Собянин рассказал о благоустройстве парков в Москве




Собянин поздравил работников торговли с праздником

Работы на три года. Собянин рассказал, как изменится «Коломенское»

Собянин рассказал о благоустройстве парков в Москве

Мэр Москвы поздравил сотрудников центров госуслуг с профессиональным праздником


Жители Балашихи помогут сделать родной город чище

Из-за глобального потепления в Москве появились новые животные

Лужнецкую набережную благоустроят

Методист Музея-заповедника «Родина В.И. Ленина» рассказала, как встречалась с потомками Яковлева


Официальный аккаунт ОИ-2024 на YouTube удалил собственное видео с церемонии открытия

Wildberries попытается запретить бренд «WBнутый» из-за аморальности названия

Электронный таймер и шланг с распылителем: как правильно поливать сад и огород

Школьники из Долгопрудного победили на Международной олимпиаде по физике в Иране


В Поморье стартовал двенадцатый «Дирекцион-Норд»

Погиб глава архангельской пожарной охраны Димитрий Охрименко

Сергей Собянин. Неделя мэра

ТСД SAOTRON RT41 GUN: практичный, производительный, надёжный


Выставка исторической памяти «В гости к нашим далеким предкам» ко Дню Крещения Руси и Дню памяти равноапостольного Великого князя Владимира

Утром в Симферополе рейсовый автобус насмерть сбил пенсионерку

Штаб «Все для фронта, все для победы» отправил в зону СВО очередной гуманитарный груз

К Международному дню тигра саранская телемачта «переоденется» в редкого хищника


Подмосковная команда выиграла две медали чемпионата России по лыжероллерам

Крупнейшие налогоплательщики России 2024

Мария Захарова предрекла Международному Олимпийскому комитету мучения

Капитальный ремонт еще 30 многоквартирных домов начнется в Химках в августе












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
Даниил Медведев

Андреева и Медведев? Попрыгунья Бладцева? Загадочный пловец Сомов? Где России ждать медалей на Олимпиаде-2024






Стало известно, сколько зарабатывает Алексей Блиновский в зоне СВО

Бар-лекторий "Фогель" в Петербурге прекратил работу спустя 12 минут после открытия

В Москве мужчина убил сожительницу, ранее жаловавшуюся на домашнее насилие

Шепот призраков из Камбоджи услышат в России осенью (РУССКИЙ ТРЕЙЛЕР)