Microsoft a lancé le modèle d'IA générative MatterGen, visant à résoudre les inefficacités dans la conception traditionnelle des matériaux. Le PDG Satya Nadella a annoncé le modèle sur Twitter, soulignant son potentiel à créer de nouveaux matériaux inorganiques avec des propriétés spécifiques, applicables dans des domaines comme la technologie des batteries et la capture du carbone.
Publiée dans la revue Nature, MatterGen peut générer des matériaux avec des propriétés chimiques, mécaniques, électroniques ou magnétiques ciblées, surmontant les limitations des méthodes conventionnelles qui reposent fortement sur l'expérimentation par essais et erreurs. Les approches traditionnelles nécessitent souvent de filtrer des millions de candidats pour trouver des matériaux adaptés, faisant de MatterGen une avancée significative dans la science des matériaux.
Le modèle utilise une architecture de diffusion spécifiquement conçue pour les matériaux inorganiques, lui permettant de gérer des structures périodiques et tridimensionnelles. Il génère des matériaux stables en imitant les processus de réduction du bruit trouvés dans les modèles de génération d'images, sur la base d'un ensemble de données d'entraînement de 600 000 matériaux stables provenant de bases de données autorisées comme Materials Project et Alexandria.
Une des caractéristiques clés de MatterGen est sa capacité de génération conditionnelle, permettant la synthèse ciblée de matériaux en fonction de compositions chimiques spécifiées ou de symétries cristallines. Cette flexibilité soutient l'optimisation des propriétés physiques telles que les caractéristiques mécaniques, électroniques et magnétiques.
Comparé aux méthodes de filtrage traditionnelles, MatterGen peut générer continuellement des matériaux candidats nouveaux et stables, atteignant plus du double de la production des méthodes existantes. L'équipe de recherche a également développé un nouvel algorithme de correspondance structurelle qui redéfinit les normes de nouveauté et d'unicité dans la génération de matériaux.
En collaboration avec l'Institut de Technologie Avancée de Shenzhen en Chine, l'équipe MatterGen a synthétisé avec succès un nouveau matériau, TaCr₂O₆. La cible de module conçue était de 200 GPa, et le module mesuré était de 169 GPa, avec une marge d'erreur inférieure à 20%, démontrant la grande précision et faisabilité du modèle. Cette technologie promet des applications dans les matériaux de batteries et magnétiques, pouvant accélérer la conception de matériaux de cellules solaires efficaces et de solutions de stockage d'énergie rentables, répondant aux défis énergétiques et environnementaux mondiaux.