Себя

Эта статья была первоначально опубликована на theguardian.com в рамках проекта Университета Торонто и Guardian Labs. Что дальше? Спросите кампанию Торонто.

Под руководством проф.Алан Аспуру-Гузик У Консорциума ускорения Университета Торонто есть амбициозный план: резко сократить время, необходимое для перехода от научного исследования к готовому к использованию приложению, используя новейшие подходы в автоматизации. Консорциум ускорения — это институциональная стратегическая инициатива Университета Торонто, которая проектирует и строит беспилотные лаборатории — новую технологию, использующую искусственный интеллект (ИИ) и робототехнику для радикального изменения сроков и затрат на разработку передовых материалов. Например, процесс открытия, который занял бы в среднем 20 лет и 100 миллионов долларов, можно сократить до одного года и 1 миллиона долларов.

Профессор Алан Аспуру-Гузик: «Мы растем очень быстро». Фотография: Крис Соренсен

Частично это достигается благодаря способности беспилотных лабораторий обратить вспять обычный процесс научных открытий. Вместо того, чтобы исследователи тратили бесчисленные часы на утомительные эксперименты методом проб и ошибок, лабораторные технологии с автоматическим управлением позволяют ученым заранее определить желаемые свойства материала, оставляя лабораторию затем работать автономно — используя компьютерное моделирование, чтобы предсказать, какие молекулярные комбинации лучше всего подойдут. конкретное приложение. Затем роботизированная лаборатория использует эти прогнозы для автономного синтеза и проверки желаемых свойств. Затем эти данные передаются обратно в систему искусственного интеллекта, чтобы она могла извлечь уроки из результатов и создать новый, более качественный список кандидатов. После раундов прогнозов, синтезов и тестов выявляется победитель.

Ряд исследовательских инициатив в Университете Торонто используют этот «автономный» лабораторный подход для продвижения столь необходимых технологий, направленных на решение проблем настоящего, а также на опережение проблем будущего. Среди них два проекта по производству ряда передовых материалов обещают кардинальные выгоды как для промышленности, так и для потребителей…

Профессор Алан Аспуру-Гузик: «Мы растем очень быстро». Фотография: Крис Соренсен

«Коррозия широко распространена, и ее смягчение и восстановление обходятся канадским налогоплательщикам в 38 миллиардов долларов в год», — говорит профессорДжейсон Хэттрик-Симперс , который возглавляет проект «Построенные навечно», используя искусственный интеллект для поиска инновационных комбинаций коррозионностойких сплавов. «Человеческие издержки [коррозии] еще выше: проблемы со свинцом во Флинте, штат Мичиган, были связаны с коррозией свинцовых труб там, и почти наверняка коррозия способствовала обрушению кондоминиума Surfside [в Майами]».

Проект ищет новые «высокоэнтропийные материалы», то есть сплавы, состоящие из многих элементов. Чтобы представить это в контексте, учтите, что бронза, первый когда-либо созданный сплав, состоит всего из двух элементов: меди и олова. Учитывая огромное количество возможных комбинаций металлов и элементов, потенциально существуют миллиарды неоткрытых сплавов. Тестировать эти комбинации одну за другой, чтобы отсортировать те, свойства которых можно масштабировать для реализации, и те, которые не будут, было бы невозможно. Требуемых часов человеческого труда просто не существует. Но это не так, когда процесс дополняется искусственным интеллектом (ИИ).

Меня интересуют материалы для «зеленой» экономики», — говорит Хэттрик-Симперс. «Одним из потенциальных применений коррозионностойких сплавов являются более надежные электрические контакты: наши телефоны, ноутбуки и даже автомобили необходимо заряжать каждую ночь, но электрические соединения не всегда содержатся в первозданной среде и с ними не обращаются бережно», — говорит он. .

«Тем не менее, мы хотим знать, что в конце ночи, когда мы подключаем электромобиль, который мы только что покрыли солью или грязью, к разъему, который мы оставили в нашем влажном гараже, наша батарея будет заряжаться с той же эффективностью, что и при покупке. К сожалению, даже сам процесс подключения автомобиля к электросети ухудшает электрические соединения. Представьте себе, через что должны проходить электрические соединения ветряной турбины, еще хуже, если она находится рядом с соленой водой».