На одном из заключительных заседаний нашего недавнего мероприятия по климатическим технологиям я имел возможность услышать о том, как искусственный интеллект может способствовать разработке материалов для аккумуляторов будущих электрических спорткаров. Это произошло во время обсуждения потенциала электрификации авиации — перспективы захватывающей, но сопряженной с колоссальными трудностями, учитывая экстремальные требования к батареям во время полета. Современные аккумуляторы просто не справляются с небесными нагрузками.
В ходе нашей беседы один из участников отметил, что видит большую надежду на электрическую авиацию именно благодаря способности ИИ ускорять исследования батарей. Фактически, в 2020 году этот же эксперт стал соучредителем стартапа Aionics, целью которого является внедрение ИИ в процесс разработки аккумуляторов.
На площадке ClimateTech было объявлено о новом исследовательском партнерстве, которое, по мнению эксперта, может сделать ИИ ключевым фактором в создании батарей нового поколения для электромобилей. Сделка заключена между Aionics и немецким производителем аккумуляторов Cellforce, который является дочерней структурой Porsche. Aionics будет помогать Cellforce в проектировании новых материалов для электролитов с надеждой на создание усовершенствованных батарей.
Я до сих пор под впечатлением от этой сессии и всех прочих бесед, состоявшихся на ClimateTech. Поэтому на этой неделе в новостной рассылке давайте углубимся и посмотрим, как именно ИИ может способствовать прогрессу в аккумуляторной сфере.
Нажимая на газ
Нам нужны лучшие аккумуляторы. Электромобили, способные заряжаться быстрее и обладать большей емкостью, могут помочь быстрее вывести автомобили с двигателями внутреннего сгорания с дорог. А для некоторых отраслей, таких как авиация, значительный технический прогресс в химии аккумуляторов станет необходимым условием для подъема новых, более чистых технологий.
Однако новые батареи, придуманные в лаборатории, проходят должайший путь, прежде чем их можно будет производить в промышленных масштабах. Этот путь может занять более десяти лет.
Во время нашей сессии на ClimateTech эксперт проиллюстрировал эту проблему, указав на фитнес-трекер на своем запястье, в котором использовалась батарея от Sila. Его новый анод сделан с применением кремния, что позволяет упаковать больше энергии в компактное устройство. По данным компании, на разработку химического состава батареи для этого крошечного продукта ушло более 55 000 итераций. сообщает компания.
Это вполне типичная ситуация для разработчиков батарей — и существенное препятствие для новых технологий, отметил нашему изданию до мероприятия один из соучредителей Aionics, Остин Сендек. «Существует огромная срочность в отношении аккумуляторов и климатических технологий в целом… и этот подход проб и ошибок из прошлых лет просто не сработает», — говорит Сендек.
Проблема в том, что существует практически невообразимое количество потенциальных материалов и их комбинаций для использования в аккумуляторах. Сендек оценивает число коммерчески доступных химических веществ, которые можно использовать, в миллиарды. «Их слишком много, чтобы мы могли понять, что с ними делать», — добавляет он.
Aionics работает над использованием инструментов ИИ, чтобы помочь исследователям быстрее находить лучшие химические составы для батарей. Компания в основном сосредоточена на электролите — материале, который переносит заряд внутри аккумуляторов. «Это огромная возможность для нас ускорить всю эту отрасль», — отмечает Сендек.
Смена передачи
Как это все работает на практике? Под зонтиком ИИ существует широкий спектр инструментов, которые Aionics надеется использовать для создания более качественных батарей для будущих электромобилей и других применений.
- Машинное обучение может отсортировать широкий спектр вариантов. Даже если рассматривать только химические вещества, используемые в современных батареях, на столе находится огромное количество комбинаций. Инструменты машинного обучения могут помочь в проектировании экспериментов для ускорения процесса скрининга этих вариантов, одновременно оптимизируя нужный результат. В недавней статье Висванатхан и его соавторы использовали эти инструменты для поиска электролитов, способствующих более быстрой зарядке аккумуляторов, о чем мой коллега Джеймс Темпл писал в прошлом году.
- Генеративный ИИ может создавать новые материалы. Можно выйти за рамки даже тех миллиардов молекул, которые доступны сегодня. Используя генеративные модели, обученные на существующих аккумуляторных материалах, Aionics надеется разработать новые материалы, которые еще не были обнаружены. Затем эти молекулы могут быть добавлены в конвейер для синтеза и тестирования в батареях. Идея схожа с использованием ИИ для открытия лекарств, тему которого мой коллега из команды ИИ, Уилл Дуглас Хэвен, подробно освещал ранее в этом году.
- Большие языковые модели могут помочь исследователям работать быстрее. На другом объявлении на ClimateTech Висванатхан поделился прогрессом в разработке большой языковой модели, созданной Aionics, под названием ElectroBot. Модель, обученная на учебниках и опубликованных исследованиях по химии электролитов, может помочь ответить на вопросы о химических свойствах или дать предложения для решения проблем в лаборатории. Эти типы моделей ИИ часто сталкиваются с проблемой «галлюцинаций» — генерации фактически неверного ответа. Стартап работает над устранением этой проблемы в своей модели, предоставляя ответы, которые ссылаются ученых обратно на учебники или опубликованные статьи.
Как выразился Висванатхан на сцене, ИИ может стать нашим лучшим шансом на ускорение графика разработки аккумуляторов. Это та область, за которой я определенно буду внимательно следить в будущем, так что оставайтесь с нами. А пока ознакомьтесь с нашими недавними материалами о материалах для аккумуляторов и ИИ.
Связанное чтение
ИИ и роботы могут помочь исследователям разрабатывать новые аккумуляторы, о чем мой коллега Джеймс Темпл рассказывал в статье в прошлом году.
Материалы для аккумуляторов могут показаться нишевой темой, но они критически важны для появления у нас более качественных продуктов на дорогах. Прочтите подробнее о том, как новые материалы могут помочь вам быстрее заряжать ваш электромобиль, в этом материале, который я написал ранее в этом году.
Гиганты в области аккумуляторов, такие как BYD, невероятно быстрыми темпами наращивают производство, удешевляя аккумуляторы для всех. Узнайте больше об этой компании, одной из наших «15, за которыми стоит следить», в этом профиле, подготовленном моим коллегой Зейи Янгом.
Еще одно слово
На случай, если вы не смогли присоединиться к нам на ClimateTech в этом году, вот лишь пара ярких моментов с мероприятия.
Этот масштабный законопроект о климате все еще будоражит умы всех спустя более 400 дней после его принятия в США. Джеймс Темпл побеседовал с экспертом по экологической политике Лией Стоукс, чтобы обсудить это и другие ключевые идеи в области климатической политики. Смотрите сессию здесь.
На сцене мы представили наш список «15 климатических технологических компаний, за которыми стоит следить в 2023 году». В специальной сессии главный редактор MIT Technology Review Мэт Хонан и я пробежались по всем компаниям всего за шесть минут. Если вы пропустили этот забавный момент, вы можете ознакомиться с полным списком здесь, а также прочитать подробнее о том, почему мы решили подготовить этот проект и как мы отбирали компании здесь.
Следим за климатом
Устрицы могут помочь в восстановлении прибрежных экосистем и одновременно стимулировать местную экономику. Это отличное глубокое погружение в науку и политику, связанную со скромной устрицей. (MIT Technology Review)
Новый проект будет использовать водород, произведенный с помощью возобновляемой электроэнергии, на электростанции. По мнению энергетических экспертов, это, вероятно, не лучшее применение для данного топлива. (Canary Media)
В декабре в Дубае состоится встреча ООН по климату. Переговоры возглавляет глава национальной нефтяной компании ОАЭ — весьма противоречивый выбор, мягко говоря. (The Guardian)
Исследователи спешат составить карту обширных подземных грибных сетей. Полученные данные могут помочь им понять биоразнообразие и узнать, как природные экосистемы могут улавливать и хранить углерод. (Washington Post)
Никто не успевает за темпами, с которыми Tesla обрушивает цены. Автопроизводитель продал более 60% всех полностью электрических автомобилей в США, а традиционные автопроизводители, такие как GM и Volkswagen, изо всех сил пытаются не отставать. (Bloomberg)
Просто проверим прогресс в климатической сфере: дела идут недостаточно быстро. Пять лет назад группа экспертов ООН по изменению климата выпустила специальный доклад, в котором изложила путь к удержанию потепления в пределах 1,5 °C над доиндустриальным уровнем. Мы не идем по этому пути. (The Messenger)
Изменение климата разрушает страховую отрасль. Стихийные бедствия приводят к заоблачным убыткам, что подталкивает ставки вверх. (Grist)
Вскоре ИИ может потреблять столько же электроэнергии, сколько некоторые страны. Новое исследование показывает, что к 2027 году серверы, используемые для ИИ, могут потреблять до 134 тераватт-часов электроэнергии в год — это сопоставимо с Аргентиной и Швецией. (New York Times)
