一位研究人員正在測(cè)試人工智能設(shè)計(jì)的新材料電池。圖片來(lái)源：Dan DeLong for Microsoft

人工智能(AI)可以加速尋找和測(cè)試新材料的進(jìn)程。近日，微軟的研究人員利用AI設(shè)計(jì)出一種新電池，大幅降低了對(duì)昂貴的礦物鋰的依賴。

鋰離子電池為我們?nèi)粘Ｊ褂玫脑S多設(shè)備以及電動(dòng)汽車提供動(dòng)力。但是，鋰的價(jià)格十分昂貴，且開(kāi)采鋰礦會(huì)破壞環(huán)境。而尋找這種關(guān)鍵金屬的替代品又十分耗時(shí)，需要研究人員在數(shù)年內(nèi)開(kāi)發(fā)和測(cè)試數(shù)百萬(wàn)種候選材料。

如今，利用AI技術(shù)，微軟的Nathan Baker和同事在幾個(gè)月內(nèi)就完成了這項(xiàng)龐大的任務(wù)。他們?cè)O(shè)計(jì)并制造出一種新型電池，對(duì)鋰的消耗量減少了70%。

研究人員基于2360萬(wàn)種候選材料，通過(guò)調(diào)整現(xiàn)有電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)，將一些鋰原子換成其他元素。然后，他們又用AI算法剔除那些不穩(wěn)定的材料，以及那些在電池中化學(xué)反應(yīng)較弱的材料。研究人員還考慮了每種材料在電池工作時(shí)的表現(xiàn)。他們僅用幾天時(shí)間，就將候選材料名單減少至幾百個(gè)，其中一些材料以前從未被研究過(guò)。

“我不是材料科學(xué)家。”Baker說(shuō)，“所以我打電話向一些從事大型電池研究的專家進(jìn)行咨詢。”

美國(guó)西北太平洋國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的Vijay Murugesan是接聽(tīng)電話的科學(xué)家之一。他和同事提出了一些額外的AI篩選標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)多輪淘汰，Murugesan團(tuán)隊(duì)最終從AI的建議中選擇了一種材料在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行合成。他們用這種材料制造了一個(gè)可以工作的電池，盡管與使用更多鋰的類似電池相比，它的導(dǎo)電性更低，不過(guò)電池功率足以點(diǎn)亮燈泡。

沒(méi)有參與該項(xiàng)目的美國(guó)麻省理工學(xué)院的Rafael Gómez Bombarelli說(shuō)，該團(tuán)隊(duì)使用AI來(lái)加速和增強(qiáng)物理學(xué)家?guī)资陙?lái)一直在做的計(jì)算，但這種方法未來(lái)仍可能遇到障礙。他表示，為尋找鋰替代品訓(xùn)練AI所需的數(shù)據(jù)往往很少，但針對(duì)電池組件以外的材料可能需要更復(fù)雜的元素組合方式。

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