信息來源：本站 發(fā)布時(shí)間：2018-5-24 8:24:04
科學(xué)家們聯(lián)合起來，利用人工智能在極短的時(shí)間之內(nèi)發(fā)現(xiàn)了新的鋼材替代品，再創(chuàng)紀(jì)錄。在這一試驗(yàn)中，他們共發(fā)現(xiàn)了三種用于合成金屬玻璃的混合物，比以往要快200倍。
金屬玻璃實(shí)質(zhì)上是一種未來的合金。通常情況下，將少量的金屬混合在一起就意味著可以將每種金屬的理想特性“添加”在一起，以便形成一種“超級(jí)金屬”。表面看起來合金與金屬無異，其原子結(jié)構(gòu)會(huì)呈剛性幾何圖形。
雖然金屬玻璃不具備剛性的幾何圖形，但卻具有類似于玻璃那樣的無序原子結(jié)構(gòu)。因此，金屬玻璃比現(xiàn)在的鋼材更堅(jiān)固輕便，也更耐腐蝕和磨損，被認(rèn)為是鋼材的理想替代品。
說到這一點(diǎn)，金屬玻璃相對(duì)較新，但也并不是所有的金屬玻璃成分組合都通過了測(cè)試。過去的50年里，人們?cè)跀?shù)百萬種可能的成分組合中，已經(jīng)評(píng)估過幾千種，但只有少數(shù)幾種可能是有用的。獲取一種預(yù)測(cè)或建模最佳組合的方法便是在金屬玻璃世界中尋找。
因此，美國(guó)能源部SLAC國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）和西北大學(xué)的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)科學(xué)小組進(jìn)行了試驗(yàn)，并報(bào)告表示他們找到了發(fā)現(xiàn)和改進(jìn)金屬玻璃的捷徑，通過人工智能技術(shù)，可以用較少時(shí)間和成本發(fā)現(xiàn)新型材料。
該團(tuán)隊(duì)使用了SLAC的斯坦福同步加速器輻射光源（SSRL），通過機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)了三種新的原料混合物來形成金屬玻璃。Science子刊《Science Advances》對(duì)這些發(fā)現(xiàn)進(jìn)行了報(bào)告。
西北大學(xué)教授克里斯·沃爾夫頓（Chris Wolverton）教授是使用計(jì)算機(jī)和人工智能預(yù)測(cè)新材料的先驅(qū)，也是論文合作者之一。他說，通常需要十年或二十年的時(shí)間，新材料才能完成從發(fā)現(xiàn)到商用的過程，“這一成果極大縮短了新材料發(fā)現(xiàn)所花費(fèi)的時(shí)間?！?/p>
這項(xiàng)工作不僅可以用于金屬玻璃，還可以用于其他材料，也就是說這對(duì)工業(yè)來說是一項(xiàng)非常有價(jià)值的技術(shù)。在沃爾夫頓教授看來，其最終目標(biāo)是讓科學(xué)家能夠獲得機(jī)器學(xué)習(xí)模型中的直接反饋結(jié)果，并在第二天甚至下一個(gè)小時(shí)內(nèi)，就準(zhǔn)備好另一套待測(cè)試的樣本。
在過去的半個(gè)世紀(jì)里，科學(xué)家一共研究了大約6000種金屬玻璃的組成成分，而這套新系統(tǒng)能夠制作并篩選20000種成分。雖然有其他團(tuán)隊(duì)也在使用機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)尋找不同種類的金屬玻璃，但此次科學(xué)家通過實(shí)驗(yàn)的快速驗(yàn)證和預(yù)測(cè)，然后將結(jié)果循環(huán)到下一輪機(jī)器學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)中，是此次進(jìn)步的獨(dú)特之處。
實(shí)際上，這種方法可以用于各種實(shí)驗(yàn)，特別是在尋找材料，如在金屬玻璃和催化劑方面有很大的優(yōu)勢(shì)。NIST材料研究工程師曾表示，人工智能將改變材料科學(xué)的前景。
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