دانشمندان آمریکایی موفق به حل معمایی شدند که بیش از یک قرن ذهن پژوهشگران را به خود مشغول کرده بود؛ این کشف می‌تواند مسیر توسعه باتری‌های قدرتمندتر و با دوام‌تر را هموار کند. این معما به تعیین ساختار اتمی دقیق نانوکریستال‌ها مربوط می‌شود؛ موادی بسیار کوچک و نامنظم که نقش مهمی در پیشرفت فناوری‌هایی چون الکترونیک و باستان‌شناسی دارند. روش‌های قدیمی معمولاً شامل تاباندن پرتو ایکس به کریستال‌های بزرگ و خالص بود تا الگوهای دقیقی برای تحلیل به‌دست آید. اما نانوکریستال‌ها به شکل پودر بوده و پرتوهای ایکس را به شکل غیرقابل فهمی پراکنده می‌کنند، در نتیجه تحلیل ساختار اتمی آن‌ها غیرممکن به نظر می‌رسید.

اکنون تیمی از دانشگاه مهندسی کلمبیا در نیویورک، با کمک یک الگوریتم هوش مصنوعی که به‌طور خاص طراحی شده، موفق به رمزگشایی از الگوهای این مواد شده‌اند و توانسته‌اند ساختار اتمی آن‌ها را تشخیص دهند. این ابزار هوشمند با نام PXRDnet، با استفاده از دیتابیس ده‌ها هزار ماده شناخته‌شده، توانسته ساختار کریستال‌هایی به کوچکی ۱۰ آنگستروم – هزاران بار نازک‌تر از موی انسان – را شناسایی کند. به گفته پروفسور سایمون بیلینگ، استاد علم مواد و فیزیک کاربردی در دانشگاه کلمبیا، این مدل هوش مصنوعی دقیقاً مانند ChatGPT که الگوهای زبانی را می‌آموزد، الگوهای مجاز ساختارهای اتمی در طبیعت را یاد گرفته است. این پیشرفت، گامی مهم در علم مواد محسوب می‌شود، زیرا امکان شناسایی و بررسی نانوموادی را فراهم می‌کند که با روش‌های سنتی غیرقابل تحلیل بودند.

این موفقیت همچنین نشان‌دهنده پیشرفت شگفت‌انگیز هوش مصنوعی در سال‌های اخیر است. گِیب گُوو، رهبر این پروژه، می‌گوید: «وقتی من در مدرسه راهنمایی بودم، الگوریتم‌ها حتی در تشخیص گربه از سگ هم مشکل داشتند، اما حالا چنین دستاوردهایی نشان‌دهنده قدرت بی‌نظیر AI در تقویت توانایی دانشمندان و شتاب‌بخشی به نوآوری است.» پروفسور هاد لیپسون، رئیس دپارتمان مهندسی مکانیک دانشگاه کلمبیا، نیز افزود: «آنچه مرا بیش از همه هیجان‌زده می‌کند این است که هوش مصنوعی با دانشی بسیار اندک از فیزیک یا هندسه توانست معمایی را حل کند که یک قرن دانشمندان را سردرگم کرده بود. این آغاز راهی نو در بسیاری از حوزه‌های علمی است.» این پژوهش در نشریه علمی Nature Materials با عنوان «حل ساختارهای ناشناخته از داده‌های پراش پودری نانوکریستالی به کمک مدل‌های دیفیوژن» منتشر شده است.

منبع خبر: independent