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



СВОИХ НЕ БРОСАЕМ!

СВОИХ НЕ БРОСАЕМ!

Начальник Главного управления Росгвардии по Московской области полковник полиции Пётр Зоров обратился к ветеранам региональной общественной организации войск правопорядка

Начальник Главного управления Росгвардии по Московской области полковник полиции Пётр Зоров обратился к ветеранам региональной общественной организации войск правопорядка


В Москве научат бесплатно писать пером

Ювелирная сеть «585*ЗОЛОТОЙ» стала лауреатом национальной премии «Бренд года в России 2024»

Какие украшения-талисманы приобретали в этом году чаще всего – исследование «585*ЗОЛОТОЙ»

Названы победители итогового в 2024 году конкурса «Профессиональное развитие» Фонда Потанина


African diplomats sat down at school desks

Coach Scaloni delivers key message to Messi and Argentina players about team composition for 2025

Coach set for crunch talks with Real Madrid giant; could have big bearing on Liverpool colossus

Taarak Mehta Ka Ooltah Chashmah's Mandar Chandwadkar reacts to Dilip Joshi and Asit Modi's altercation rumours


В Ивановской области возбудили уголовное дело по факту хищения у концерна «Калашников»

«Юмор FM» – лауреат премии «Бренд года в России 2024»

Hybrid разработал технологию для определения наиболее конверсионных креативов с помощью ML — Creative Optimization

LEGENDA выпускает SMART ЦФА


Stalker 2: Heart of Chornobyl performance analysis—Everyone gets ray tracing but the entry fee is high

Stalker 2: Heart of Chornobyl best graphics settings guide

Punishing: Gray Raven догонит китайскую версию к концу 2025 года

Sony is rumoured to be snapping up FromSoftware's parent company in the industry's ongoing mission to be consolidated to hell and back


Кормішкін довів, що проти його сім'ї почалася дискредитаційна компанія і фейки видають за правду

"Миколаївводоканал" хоче збирати гроші з благодійників які надають безкоштовно питтєву воду


«Микробиотики микст» с антоцианами удостоены золотой медали на Международном Конкурсе качества

Гуф вернулся в реабилитационную клинику после концерта в Москве

Десять проектов ГПМ Радио получили золотые микрофоны «Радиомании»

В форуме #МЫВМЕСТЕ в Москве примут участие более 20 тысяч волонтёров из 40 стран




"Сегодня у меня праздник!": Александр Маршал повстречал друга в Новосибирске

LEGENDA выпускает SMART ЦФА

Стабильная связь и удобный дизайн: наушники-клипсы A4Tech Biosong B5

Оренбуржцев приглашают принять участие во Всенародной акции «Живая память благодарных поколений»


Суд арестовал имущество экс-замглавы Брянской области Петроченко

Актриса Светлана Дружинина экстренно госпитализирована в Москве

Думали, все: хирурги спасли мужчину с неоперабельным раком поджелудочной железы

Юрий Трутнев принял участие в заседании Морской коллегии России


Виктория Азаренко опубликовала обращение к завершившему карьеру Надалю

Кубок Билли Джин Кинг. Финал. Грунчакова играет с Бронцетти, Шрамкова встретится с Паолини

Елена Веснина: «Путь длиною в 30 лет пройден. Теннис – лучшая игра на свете, но пришло время двигаться дальше»

Арина Соболенко отреагировала на уход Рафаэля Надаля из тенниса


Актриса Светлана Дружинина экстренно госпитализирована в Москве

Сквер "Бабочка" в Благовещенске прошел в финал международной премии

Собаку Сталина по кличке Катюша спасли волонтеры в Новосибирске

Минпромторг России готов оказать поддержку региону в развитии отрасли лёгкой промышленности


Музыкальные новости

Pink Floyd — On The Turning Away

Омская филармония в третий раз примет музыкальный фестиваль Дениса Мацуева

«Физически невозможно»: Цискаридзе посетовал на высокие цены на театральные билеты

«Марина Кравец ко мне подкатывает». Артём Калайджян сделает неожиданное признание в шоу «Лига городов» на ТНТ 



В Чехове сотрудники Росгвардии задержали подозреваемого в незаконном обороте наркотиков в крупном размере

В Чехове сотрудники Росгвардии задержали подозреваемого в незаконном обороте наркотиков в крупном размере

«Микробиотики микст» с антоцианами удостоены золотой медали на Международном Конкурсе качества

В Чехове сотрудники Росгвардии задержали подозреваемого в незаконном обороте наркотиков в крупном размере


LEGENDA выпускает SMART ЦФА

Собянин подвел итоги летней навигации на Москве-реке

Названы победители итогового в 2024 году конкурса «Профессиональное развитие» Фонда Потанина

«Могу еще и “Шмеля”». В эфире «Шоу Воли» Юрий Стоянов рассказал о том, как заставил Никиту Михалкова петь по телефону


Дачники со станции Павшино (1948)

Основные этапы обучения в автошколе

Подразделение «Деловых Линий» сменило адрес в Обнинске Калужской области

Дебют MHERO I в Дубае: новые стандарты для внедорожников на ближневосточном рынке


Сергей Собянин провел личный прием граждан по поручению Президента

Собянин по поручению Путина провел личный прием граждан

В зоопарк КНДР передали более 70 животных — это подарок Пхеньяну от Владимира Путина

Собянин поручил открыть поликлинику в Коммунарке в максимально сжатые сроки





«Микробиотики микст» с антоцианами удостоены золотой медали на Международном Конкурсе качества

«Микробиотики микст» с антоцианами удостоены золотой медали на Международном Конкурсе качества

Гуф вернулся в реабилитационную клинику после концерта в Москве

Архангельск сегодня стал площадкой Поморского онкологического форума


"Папа, почему ты нас наказал, мы же не в первый раз": Захарова о "жалостливых" словах Зеленского

Зеленский осознал, что потерял главного союзника и уже умерил военные аппетиты - The Telegraph

Зеленский подтвердил, что Киев ведет переговоры о предоставлении систем, сбивающих межконтинентальные ракеты


Енот Шоня из мультсериала «Команда МАТЧ» посетит футбольный матч «Спартак» – «Локомотив»

Московское «Динамо» победило минское «Динамо» в КХЛ, отыгравшись с 0:3

Фетисов: Новый хоккейный стадион ЦСКА в Москве мне стал чужим

Московское "Динамо" одержало пятую победу подряд, обыграв Минск 4:3


Лукашенко о мотивации студентов: пришло время, чтобы человек сам думал о своем образовании и здоровье

Лукашенко: роль СМИ сейчас велика, и отношение к журналистам очень серьезное

«На французском шпарю»: Лукашенко рассказал, как ИИ сделал его полиглотом

Лукашенко пригрозил отключить интернет при повторении беспорядков 2020 года



Сергей Собянин. Главное за день

Собянин подписал закон о бюджете Москвы на 2025 год

Собянин подвел итоги летней навигации на Москве-реке

Собянин рассказал об итогах личного приема граждан


Эксперт: в Москве улучшилось состояние экосистемы

Юлия Егерева: «Самая мучительная и от этого долгожданная»

Хорошее состояние экосистемы привлекает редких птиц в природные зоны Москвы

Семьи участников СВО познакомят с экспозицией фестиваля «Золотая черепаха»


Опорный пункт или агломерация? В Казани обсудили особенности развития крупных территорий

Сквер "Бабочка" в Благовещенске прошел в финал международной премии

Синоптики спрогнозировали сильный снег и до 2 градусов в Москве 23 ноября

Актриса Светлана Дружинина экстренно госпитализирована в Москве


Команда скорой помощи из Архангельска вошла в топ-6 лучших на форуме «NOVAMED-2024»

Беспроводной сканер штрих-кодов SAOTRON P05i промышленного класса

Молодежь Поморья разработала более 100 проектов в рамках областной форумной кампании

Дачники со станции Павшино (1948)


Просмотр новой литературы «Книжный вернисаж новинок»

Симферопольца задержали за аферы с недвижимостью на 19 млн рублей

Винзавод останется без электроэнергии: в Симферополе, Евпатории, Алуште, Ялте, Керчи, Джанкое, Феодосии и Севастополе отключат свет 21 ноября 2024

Коктебель частично останется без электричества: в Симферополе, Евпатории, Алуште, Ялте, Керчи, Джанкое, Феодосии и Севастополе отключат свет 18 ноября 2024


Абхазская оппозиция подняла вопрос об отмене инвестиционного соглашения

В Крым на фестиваль сербской культуры приедут "Желтые груши"

Сквер "Бабочка" в Благовещенске прошел в финал международной премии

Эксперт: Ливия – новый инструмент глобальной нефтяной стратегии Москвы












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
Виктория Азаренко

Виктория Азаренко опубликовала обращение к завершившему карьеру Надалю






Думали, все: хирурги спасли мужчину с неоперабельным раком поджелудочной железы

Минпромторг России готов оказать поддержку региону в развитии отрасли лёгкой промышленности

Синоптики спрогнозировали сильный снег и до 2 градусов в Москве 23 ноября

Юрий Трутнев принял участие в заседании Морской коллегии России