ШІ почав створювати нові матеріали для чипів: відкрито сполуки, яких не існувало в природі
ШІ створює невідомі раніше хімічні сполуки (фото: Magnific)
Дослідники навчили нейромережу самостійно вираховувати приховані хімічні закономірності та проектувати унікальні матеріали із заданими фізичними характеристиками. Використання цієї технології вже дозволило відкрити кілька перспективних сполук, які раніше не існували в жодній світовій базі даних.
Про це пише РБК-Україна, посилаючись на наукове дослідження вчених з Університету Фліндерса (Австралія) та Університету Халіфа (ОАЕ), опубліковане у журналі ACS Materials Letters.
Чому традиційні методи створення чипів застаріли?
Вчені пояснили: напівпровідники - це "серце" будь-якого сучасного гаджета - від фітнес-браслетів, смартфонів і світлодіодів до складного медичного обладнання.
Головна складність для індустрії полягає в тому, що варіантів поєднання хімічних елементів існують мільйони. Перевіряти їх один за одним вручну у лабораторіях чи навіть за допомогою звичайних комп'ютерних симуляцій - колосальна і часто невиправдана втрата часу та грошей.
Зараз особливу увагу інженерів привертає галій - метал, який входить до переліку критично важливих мінералів і демонструє надзвичайну ефективність у комп'ютерних технологіях.
Найвідоміша його сполука, арсенід галію, незамінна у високошвидкісних мікросхемах, інфрачервоних сенсорах та системах зв'язку. Проте розробка нових різновидів таких матеріалів тривалий час впиралася у глухий кут через обмежені можливості людей у переборі хімічних формул.
Як працює ШІ-пошуковик матеріалів?
Замість того щоб шукати нові сполуки навмання, вчені довірили цю роботу алгоритмам. ШІ пройшов навчання на тисячах уже відомих науці напівпровідників. Завдяки цьому він самостійно "зрозумів" приховані хімічні правила, за якими поводяться матеріали на основі галію, і почав прогнозувати абсолютно нові суміші елементів.
Для цього система використовує метод байєсівської оптимізації - формат інтелектуального прийняття рішень. Тобто ШІ діє раціонально: він шукає лише перспективні варіанти й одразу відкидає хімічно неможливі комбінації.
Важливо й те, що нейромережа не просто вигадує випадкові красиві формули. Перед тим, як видати рекомендацію науковцям, ШІ ретельно перевіряє, чи буде запропонований матеріал стабільним у реальному житті та фізично реалістичним для виробництва. Це рятує вчених від марної роботи над помилками під час лабораторних тестів.
Налаштування чипів під будь-яку задачу
Головне, на що орієнтували ШІ у цьому дослідженні, - ширина забороненої зони (band gap). Простими словами, це ключова характеристика, яка визначає, як саме напівпровідник взаємодіє зі світлом та електричним струмом.
Оскільки різній техніці потрібні різні параметри, ШІ навчили проектувати матеріали під конкретні запити:
Для сонячної енергетики: система шукає сполуки з малою шириною зони, які краще вловлюють світло.
Для світлодіодів (LED) та оптики: ШІ підбирає оптимальні параметри.
Для потужної електроніки та космосу: алгоритм проєктує матеріали, які здатні витримувати високі навантаження та екстремальну радіацію.
Перші результати роботи платформи виявилися успішними: ШІ самостійно створив кілька нових варіантів галієвих напівпровідників, які тепер відправлять на фінальну практичну перевірку у лабораторії.
