Възпитаник на DeepMind ще използва AI за ускорено разработване на екоматериали

Откакто миналата есен ChatGPT стана популярен, компаниите изтъкват много начини, по които изкуственият интелект може да улесни живота ни. Те обещават свръхчовешки виртуални асистенти, учители, адвокати и лекари.
Какво ще кажете за свръхчовек инженер-химик?

Базираният в Лондон стартъп Orbital Materials би искал да създаде точно такъв. Стартъпът работи по прилагането на генеративен изкуствен интелект - методът, който стои зад инструменти като ChatGPT - специално за ускоряване на разработването на технологии за чиста енергия. Идеята е да се създадат достатъчно мощни и ясни компютърни модели, за да се определят най-добрите формули за продукти като устойчиво гориво за реактивни двигатели или батерии без редкоземни минерали.

Джонатан Годуин, съосновател на Orbital Materials, си представя система, която да е толкова достъпна и ефективна, колкото софтуера, който инженерите използват днес за моделиране на проекти за неща като самолетни крила и домакински мебели.

"В миналото това е било твърде трудно за молекулярната наука", казва той. 

ChatGPT работи, защото умее да предсказва текст - ето следващата дума или изречение, което има смисъл. За да работи същата идея в химията, системата за изкуствен интелект ще трябва да предвиди как ще се държи една нова молекула не само в лабораторията, но и в реалния свят.

Няколко изследователи и компании са използвали ИИ в търсене на по-нови и по-екологични материали. Symyx Technologies, компания за откриване на материали, създадена през 90-те години на миналия век, прекрати дейността си след продажба. По-скорошни компании набраха популярност в производството на алтернативи на нефтохимикалите и на клетъчни програми. 

Въпреки това за много материали, необходими за декарбонизирането на планетата, технологията все още не е готова.

Може да отнеме десетилетия, за да може нов усъвършенстван материал да премине от откритието до пазара. Този срок е твърде бавен за предприятията и държавите, които искат бързо да намалят емисиите, докато се надпреварват да постигнат целите за нулеви нетни емисии. 

"Това трябва да се случи през следващите 10 години или по-скоро", казва Аайке ван Вугт, съосновател на стартъпа за материалознание VSParticle. 

Изследователите на изкуствения интелект смятат, че могат да помогнат. Преди да стартира Orbital Materials, Годуин прекарва три години в изследване на откриването на съвременни материали в DeepMind, лабораторията за изкуствен интелект на Google. Тази лаборатория пусна AlphaFold - модел за предсказване на протеинови структури, който може да ускори търсенето на нови лекарства и ваксини. Това, заедно с бързото навлизане на инструменти като ChatGPT, го убеждава, че ИИ скоро ще бъде в състояние да завладее материалния свят. 

"Това, което мислех, че ще отнеме 10 години, се случи за 18 месеца", казва той. "Нещата стават все по-добри и по-добри и по-добри."

Годуин сравнява своя метод с "Орбитални материали" с генераторите на изображения на ИИ като Dall-E и Stable Diffusion. Тези модели се създават, като се използват милиарди онлайн изображения, така че когато потребителите въведат текстово указание, се появява фотореалистично творение. Orbital Materials планира да обучи модели с много данни за молекулярната структура на материалите. Въведете някакво желано свойство и материал - да речем, сплав, която може да издържи на много висока температура - и моделът ще изготви предложена молекулярна формула. 

На теория този подход е ефективен, тъй като може едновременно да се представят нови молекули и да се измери как те ще работят, казва Рафаел Гомес-Бомбарели, доцент в Масачузетския технологичен институт, който консултира Orbital Materials. (Той заяви, че не е инвеститор.)

В момента много технологични инвеститори търсят компании, които могат да реализират печалба чрез подобряване на производството на по-екологични материали. Това е особено актуално в Европа, където регулаторните органи принуждават производителите да намалят въглеродните емисии или ги заплашват високи глоби. Пазарите за усъвършенствани материали в сектори като възобновяемата енергия, транспорта и селското стопанство ще нараснат с десетки милиарди долари през следващите години. 

Някои изследователи, като тези от Университета в Торонто, са създали "самоуправляващи се лаборатории", които съчетават системи с изкуствен интелект с роботи за търсене на нови материали с несравнима скорост. Холандският стартъп VSParticle произвежда машини, използвани за разработване на компоненти за газови сензори и екологичен водород.

Представете си го като ДНК секвенатор в лаборатория по геномика, казва съоснователят на компанията ван Вугт, който вярва, че оборудването му може да помогне за съкращаване на 20-годишния времеви хоризонт за усъвършенствани материали до една година и евентуално до "няколко месеца". В момента компанията му набира инвестиционен капитал.

Компанията Orbital Materials, която набра 4,8 млн. долара неразкрито първоначално финансиране, планира да започне с насочване на погледа си към улавянето на въглерод. Стартъпът работи по алгоритмичен модел, който проектира молекулярни сита или малки гранули, инсталирани в устройство, което може да отсява CO2 и други вредни химикали от други емисии по-ефективно от сегашните методи. (Годуин каза, че стартъпът, в който работят няколко изследователи на изкуствения интелект, планира скоро да публикува рецензирани резултати за тази технология.) Досега улавянето на въглерод не е успяло да работи в голям мащаб, въпреки че благодарение на множество правителствени стимули, особено в САЩ, интересът към внедряването на технологията бързо нараства. 

Годуин заяви, че в крайна сметка Orbital Materials би искала да се насочи към области като горивата и батериите. Той си представя, че това е бизнес моделът на компаниите, занимаващи се със синтетична биология и откриване на лекарства: разработване на мозъчния капацитет, след което лицензиране на софтуера за производителите.

Но правилното създаване на изкуствения интелект е само половината от битката. Реалното производство на усъвършенствани материали в области като производството на батерии и горива изисква работа с огромни действащи предприятия и сложни вериги за доставки. Това може да бъде дори по-скъпо от разработването на нови лекарства, твърди Гомес-Бомбарели от MIT. 

"Икономиката и намаляването на риска го правят много по-трудно", каза той.

Хедър Редман, управляващ партньор във Flying Fish Partners, която подкрепи Orbital Materials, заяви, че повечето технологични инвеститори, които преследват блестящите монети на генеративния изкуствен интелект, не са разгледали неговите приложения извън чатботовете. Тя признава рисковете за стартиращите компании, работещи в енергийния сектор, но смята, че потенциалът от 1 трилион долара на пазари като батерии и улавяне на въглероден диоксид си заслужава инвестиционния риск. 

"Обичаме големите хълмове, стига на върха им да има голям гигантски пазар и възможности", каза тя. 

Гомес-Бомбарели е наясно колко големи могат да бъдат тези хълмове. През 2015 г. той помага за създаването на компания, подобна на Orbital Materials, наречена Calculario, която използва изкуствен интелект и квантова химия, за да ускори процеса на откриване на редица нови материали. Тя не получи достатъчно популярност и трябваше да се съсредоточи върху OLED индустрията.

"Може би не успяхме да се справим", казва той. "Или може би пазарът не беше готов." 

Въпросът дали сега е готов е отворен. Но има окуражаващи знаци. Изчислителната техника със сигурност се е подобрила. На новодошлите може би ще им е по-лесно да продават изкуствен интелект, тъй като бъдещите клиенти по-лесно ще разберат потенциала му. Гомес-Бомбарели каза, че идеята е сравнително проста: "Вижте ChatGPT. Можем да направим същото нещо за химията."

Още по темата

Портфолио, подбрано от AI, победи S&P 500 и експертите на пазара

Духът в машината не трябва да бъде AI

Изкуственият интелект ще стигне дотам, докъдето човек му позволи