Novo estudo: colaboração global acelera inovação de materiais com IA

São PauloA inteligência artificial (IA) está acelerando a criação de novos materiais. Para que a IA funcione na pesquisa de materiais, é necessário compartilhar e utilizar uma grande quantidade de dados. Isso se torna mais fácil com padrões internacionais. Um grupo de colaboradores internacionais acaba de lançar uma versão atualizada do padrão OPTIMADE.

Novas tecnologias em energia e sustentabilidade necessitam de novos materiais. Exemplos como baterias, células solares, luzes LED e produtos biodegradáveis dependem desses materiais. Cientistas ao redor do mundo estão trabalhando para criar novos materiais, mas é difícil acertar. Esses materiais precisam ser livres de substâncias nocivas ao meio ambiente e devem ser duráveis.

Rickard Armiento, professor da Universidade de Linköping na Suécia, destaca a rápida adoção da IA na ciência dos materiais. Segundo ele, o uso de IA para prever as propriedades dos materiais gera inúmeras novas oportunidades.

Supercomputadores simulam o movimento dos elétrons em materiais para compreender suas propriedades. Essas simulações geram uma enorme quantidade de dados, que podem ser utilizados para treinar modelos de aprendizado de máquina. Com esses dados, os modelos de IA podem prever resultados de novas simulações e as propriedades de novos materiais. No entanto, é necessário um grande volume de dados para treinar esses modelos.

Grandes bases de dados coletam informações de simulações e dados gerais sobre materiais. Diversas bases foram criadas por grupos de pesquisa ao redor do mundo, e elas geralmente operam de maneiras distintas, descrevendo propriedades de formas variadas. Pesquisadores em universidades ou indústrias precisam mapear materiais em larga escala e treinar modelos de IA. Para isso, eles necessitam acessar informações dessas bases de dados.

Leia também:

Hoje · 07:41

Desafios da transição da OpenAI para uma empresa lucrativa

O padrão OPTIMADE para design de materiais foi desenvolvido ao longo de oito anos. Um grupo internacional com mais de 30 instituições de todo o mundo colaborou nesse projeto. Ele abrange importantes bancos de dados de materiais da Europa e dos EUA.

Principais características do padrão OPTIMADE incluem:

• Acesso facilitado a bancos de dados de materiais, tanto os mais conhecidos quanto os menos divulgados.
• Descrição precisa de diversas propriedades dos materiais.
• Definições comuns e bem fundamentadas.

A versão mais recente do padrão, v1.2, foi lançada. Mais detalhes podem ser encontrados em um artigo na revista Digital Discovery.

O projeto conta com equipes da União Europeia, Reino Unido, Estados Unidos, México, Japão e China. As instituições participantes são:

• École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)
• Universidade da Califórnia em Berkeley
• Universidade de Cambridge
• Universidade Northwestern
• Universidade Duke
• Instituto Paul Scherrer
• Universidade Johns Hopkins

Reuniões e workshops anuais são financiados pela CECAM na Suíça. O primeiro workshop foi financiado pelo Lorentz Center na Holanda. Outras atividades têm o apoio de organizações como Psi-k, NCCR MARVEL na Suíça e SeRC na Suécia. Pesquisadores da colaboração também recebem suporte de diversos financiadores.