Компания Microsoft представила генеративную модель искусственного интеллекта MatterGen, призванную устранить неэффективность традиционного проектирования материалов. Генеральный директор Сатья Наделла анонсировал модель в Twitter, подчеркнув ее потенциал для создания новых неорганических материалов со специфическими свойствами, применимых в таких областях, как аккумуляторные технологии и улавливание углерода.
MatterGen может генерировать материалы с целевыми химическими, механическими, электронными или магнитными свойствами, преодолевая ограничения традиционных методов, которые в значительной степени полагаются на эксперименты методом проб и ошибок. Традиционные подходы часто требуют фильтрации миллионов кандидатов для нахождения подходящих материалов, что делает MatterGen значительным шагом вперед в области науки о материалах.
Модель использует архитектуру диффузии, специально разработанную для неорганических материалов, что позволяет ей обрабатывать периодические и трехмерные структуры. Она генерирует стабильные материалы, имитируя процессы уменьшения шума, характерные для моделей генерации изображений, на основе обучающего набора данных из 600 000 стабильных материалов из авторитетных баз данных, таких как Materials Project и Alexandria.
Одной из ключевых особенностей MatterGen является его способность к условной генерации, позволяющая целенаправленный синтез материалов на основе заданных химических составов или симметрий кристаллов. Эта гибкость поддерживает оптимизацию физических свойств, таких как механические, электронные и магнитные характеристики.
По сравнению с традиционными методами фильтрации, MatterGen может постоянно генерировать новые и стабильные кандидаты на материалы, достигая более чем двойного объема производства по сравнению с существующими методами. Исследовательская группа также разработала новый алгоритм сопоставления структур, который переопределяет стандарты новизны и уникальности в генерации материалов.
В сотрудничестве с Институтом передовых технологий Шэньчжэня в Китае команда MatterGen успешно синтезировала новый материал TaCr₂O₆. Целевой модуль был установлен на уровне 200 ГПа, а измеренный модуль составил 169 ГПа, с погрешностью менее 20%, что демонстрирует высокую точность и осуществимость модели. Эта технология обещает применение в материалах для батарей и магнитных материалов, потенциально ускоряя проектирование эффективных материалов для солнечных элементов и экономически выгодных решений для хранения энергии, что отвечает глобальным энергетическим и экологическим вызовам.