Mission Innovation(MI)是一項全球倡議，有22個成員國和歐盟，將大大加速全球清潔能源創(chuàng)新。MI倡議是在2015年巴黎COP21氣候峰會的第一天啟動的。它確定了七個關(guān)鍵的創(chuàng)新挑戰(zhàn)，這對于將全球氣溫升高限制在2?C至關(guān)重要。其中之一就是 清潔能源材料創(chuàng)新挑戰(zhàn)，因為正如DTU能源公司的Tejs Vegge教授所說：“清潔能源的綠色變化發(fā)生得很快，但還不夠快!”
“在可持續(xù)能源技術(shù)到位之前，構(gòu)建基塊，清潔能源材料也必須到位，材料發(fā)現(xiàn)需要時間”，DTU教授解釋并繼續(xù)說道。“如果我們想要限制全球變暖，新的清潔能源材料的開發(fā)必須以比現(xiàn)在快得多的速度發(fā)展。”
Tejs Vegge是歐洲領(lǐng)先的下一代電池材料計算機(jī)輔助研究專家之一，他是55位國際頂尖研究人員之一，他們與來自世界各地大學(xué)和政府的75名觀察員一同參加了會議。 2017年在墨西哥城舉辦的清潔能源材料創(chuàng)新挑戰(zhàn)創(chuàng)新研討會。
“使命創(chuàng)新的一個目標(biāo)是能夠以比我們今天快十倍的速度發(fā)現(xiàn)和生產(chǎn)新的清潔能源材料。Tejs Vegge堅持認(rèn)為，傳統(tǒng)的反復(fù)試驗材料開發(fā)方式太慢了。“如果我們要實現(xiàn)及時限制全球變暖的目標(biāo)，我們必須將清潔能源材料和自動合成領(lǐng)域的現(xiàn)有知識與人工智能相結(jié)合。”
人類研究直覺需要得到提升
必須利用人工智能，因為人為驅(qū)動的材料創(chuàng)新可能會起得太慢，無法及時阻止全球變暖。
盡管在中世紀(jì)戰(zhàn)爭中廣泛使用火藥，當(dāng)時的學(xué)者花了300年時間才找到硝酸鹽，硫磺和木炭之間的最佳混合比例。盡管銷售了數(shù)百萬輛汽車，但經(jīng)過大約100年的汽車發(fā)動機(jī)研究，福特T在1908年的5-9公里/升到現(xiàn)在33公里/升的最省油的日常汽車中的燃油消耗。經(jīng)過25年的研究，IBM的西部手機(jī)重500克，只打電話，開發(fā)了超輕智能手機(jī)，將手機(jī)，相機(jī)，多媒體播放器和游戲機(jī)組合在一起。
研究人員不斷加快開發(fā)新材料，例如使用超級計算機(jī)來提高發(fā)現(xiàn)速度，但速度對于手頭的挑戰(zhàn)來說仍然太慢。今天，大多數(shù)材料發(fā)現(xiàn)仍然基于傳統(tǒng)方法，即首先你提出一個理論，做一些實際測試，并根據(jù)實驗結(jié)果制定一個新的理論，所以它在取得突破之前一直持續(xù)下去。
從歷史上看，這種做研究的方式運作良好，但步伐必須加快。
“有效利用人工智能和超級計算機(jī)可以將研究和材料開發(fā)加速到一個數(shù)量級，部分原因是它們能夠減少所需的實驗室測試次數(shù)，”Tejs Vegge說。
開發(fā)用于清潔的能量轉(zhuǎn)換和存儲，例如，新材料，當(dāng)新電池的材料和用于轉(zhuǎn)化CO的電催化劑DTU能源使用類似的方法2 的計算機(jī)模型用于測試和前評估數(shù)千個假想的材料組合和結(jié)構(gòu)：納入可持續(xù)燃料和化學(xué)品研究人員繼續(xù)研究最有希望的合成，表征和測試組合。
完全自主的研究
人工智能(AI)已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠?。我們熟悉手機(jī)內(nèi)置的人工個人助手，例如Apple的Siri。Siri使用語音識別和自然語言用戶界面，通過將請求委托給一組互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)來嘗試回答問題，提出建議和執(zhí)行操作。世界上主要的制藥公司已經(jīng)使用合成機(jī)器人進(jìn)行合成和測試。
“在我們完全自動化清潔能源材料的發(fā)現(xiàn)和生產(chǎn)之前，我們需要開發(fā)一種新的研究基礎(chǔ)設(shè)施和方法，”Tejs Vegge解釋說，他描述了人工智能如何將大數(shù)據(jù)量與合成機(jī)器人連接起來。該方法比執(zhí)行更容易描述。
機(jī)器人作為合成廚師
目標(biāo)是將超級計算機(jī)與專門處理大量數(shù)據(jù)的AI結(jié)合起來，這些數(shù)據(jù)是通過在科學(xué)文獻(xiàn)中搜索合成配方的論文而獲得的。系統(tǒng)可以給出重要的關(guān)鍵字，如溫度和材料硬度，然后要求建議相關(guān)的合成。
“首先，可以要求人工智能基于分析現(xiàn)有數(shù)據(jù)提供十種不同的綜合建議，然后對自動合成機(jī)器人進(jìn)行編程以生成這些，并根據(jù)后續(xù)的特性和測試，返回并提出新的超級計算機(jī)計算最后提出新的合成條件。然后重復(fù)循環(huán)，直到產(chǎn)生新的和改進(jìn)的清潔能源材料“，Tejs Vegge解釋說。
政治家必須投入其中
當(dāng)科學(xué)家提前選擇兩到三種有前景的材料成分時，他們可能已經(jīng)過多地限制了自己。人工智能系統(tǒng)可以識別多個維度的趨勢和相關(guān)性，例如，它們可以組合結(jié)構(gòu)并以我們從未想象過的方式在材料中建立新的分子或原子序列。
“白皮書包含了一些主要國際專家提出的關(guān)于投資內(nèi)容的強(qiáng)烈建議，以便使用人工智能和自動合成與表征來加速發(fā)現(xiàn)下一代清潔能源材料。其中一些建議可能看似未來，但我希望這些決定能夠足夠勇敢地遵循它們，因此我們可以達(dá)到巴黎協(xié)議的目標(biāo)。“Tejs Vegge說。