Imagine o concreto de nossa casa e as pontes não apenas impedem os oponentes do tempo e dos desastres naturais, não como o calor intenso do fogo, ativamente ativamente, a auto-curada ou captura dióxido de carbono da atmosfera.
Agora, pesquisadores da USC Viterby School of Engineering criaram um modelo revolucionário de IA que pode imitar simultaneamente o comportamento de bilhões de átomos, para abrir novas possibilidades para o design e a descoberta de materiais em escalas sem precedentes.
O estado atual do mundo é um estado fatal. Seca queima, geleiras de evaporação e furacões mais catastróficos, chuvas e incêndio nos destroem todos os anos. Uma das principais contribuições do aquecimento global é a emissão constante de dióxido de carbono na atmosfera.
Achiro Nakano Los Angeles, professor da USC Viterby de ciência da computação, física e astronomia, estava pensando nessas questões após o incêndio selvagem de janeiro em Los Angeles. Assim, ele chegou ao parceiro de longa data, Ken-Ichi Numura, professor da USC Viterbi Chemical Engineering and Material Science Practice, com quem ele estava cooperando há mais de 20 anos.
Discutir esses tópicos juntos os ajudou a espalhar seu novo projeto: Allegro-FM, um modelo de simulação artificial de inteligência. O Alegro-FM descobriu um teórico chocante: o dióxido de carbono emitido no processo de fabricação de concreto é possível re-ocupar e devolvê-lo ao concreto que ajuda a produzi-lo.
“Você só pode colocar o CO 2 dentro do concreto e depois torná-lo um concreto neutro em carbono”, disse Nakano.
Engenharia Química e Ciência dos Materiais USC Viter Professor Priya Bashtu e Numura e Física e Astronomia USC Professor Rajiv Kalia, eles estão estudando “Sequeltação de CO2” ou dióxido de carbono e um processo de desafio.
Ao imitar bilhões de átomos simultaneamente, o Allegro-FM pode virtualmente examinar várias químicas concretas antes do caro exame do mundo real. Ele pode acelerar o desenvolvimento de concreto que atua como sincronização de carbono apenas que uma fonte de carbono – a produção de concreto é atualmente considerada cerca de 8% das emissões globais de CO2.
O modelo de Breakthrut está na esqueletalidade. Embora os métodos de simulação molecular existentes sejam limitados a milhares de ou poucos milhões de moléculas, o laboratório nacional de argônio algro-fm mostrou 97,5% de habilidade ao imitar quatro bilhões de átomos no super computador.
Representa cerca de 1000 vezes maior que o método convencional.
O modelo também possui 89 produtos químicos e pode prever o comportamento molecular para aplicações da química de cimento ao armazenamento de carbono.
“O concreto também é um ingrediente muito complexo.
O concreto é um elemento resistente ao fogo, o torna uma escolha ideal de construção no contexto do incêndio em janeiro. No entanto, a produção de concreto também é um enorme emissor de dióxido de carbono, está especialmente relacionado a problemas ambientais em cidades como Los Angeles. Em sua imitação, o Allegro-FM é mostrado como neutro em carbono, torna-o uma escolha melhor do que outro concreto.
Esse avanço não resolve simplesmente um problema. O concreto moderno durou cerca de 100 anos, em média, onde o antigo concreto romano durou mais de 2.000 anos. No entanto, a reconstrução do CO2 também pode ajudar.
“Se você mantiver o CO2, o ‘nível de carbonato’ chamado So, ele se torna mais visível”, disse Nakano.
Em outras palavras, o Allegro-FM pode imitar um concreto neutro em carbono que geralmente pode ser maior que 100 anos de concreto. Agora é uma questão de fazê -lo.
Atrás da tela
Os professores lideraram o desenvolvimento do Allegro-FM com elogios por como a IA se tornou um acelerador de seu trabalho complexo. Geralmente, para imitar o comportamento dos átomos, os professores precisam de uma série específica de fórmulas matemáticas – ou Numura disse: “Eventos de mecânica quântica profunda e profunda”.
No entanto, os últimos dois anos mudaram a maneira de dois estudos.
“Agora, devido a esse avanço da IA de aprendizado de máquina, em vez de obter todas essas mecânicas quânticas do zero, os pesquisadores estão adotando um conjunto de treinamento (isso) e depois permitindo o modelo de aprendizado de máquina”, disse Numura. Torna o processo do professor mais rápido e tornando -o mais eficiente no uso de sua tecnologia.
As “funções de interação” no átomo de Allegro-FM podem prever corretamente “no outro, como os átomos reagem e se contatam. Geralmente, essas funções de interação requerem muitas simulações separadas.
No entanto, esse novo modelo muda. Basicamente, a tabela de fases tinha equações diferentes para componentes separados, incluindo várias funções exclusivas para esses elementos. Com a IA e o aprendizado de máquina, agora podemos imitar essas funções de interação com quase toda a tabela de fases ao mesmo tempo sem a necessidade de fórmulas separadas.
Numura disse: “Para imitar um materiais específicos do método tradicional das marés.
Esse novo sistema também é muito mais eficiente em termos de tecnologia, os modelos de IA criam muitos cálculos específicos que foram feitos por um grande super computador, facilita as tarefas e liberam os recursos desses super computadores para uma melhor pesquisa.
“(A IA pode fazer) Muitos, com muitos pequenos recursos de computação, o Quantum pode atingir a precisão mecânica”, disse Nakano.
Numura e Nakano dizem que o trabalho deles não acabou.
“Definitivamente, continuaremos esta pesquisa de estudo concreto, criaremos geometria e superfícies mais complexas”, disse Numura.
Este estudo foi publicado recentemente Diário de carta de química física E a capa do diário foi exibida como a imagem.
