Microsoft ứng dụng AI để tạo ra vật liệu pin tốt hơn

Trong khi số thiết bị chạy pin Lithium-ion ngày càng tăng, việc tìm kiếm vật liệu mới để sản xuất pin thay thế cũng được các nhà nghiên cứu quan tâm hơn bao giờ hết.

Nắm bắt được nhu cầu đó, Microsoft vừa tuyên bố đang hợp tác với Phòng thí nghiệm quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương (PNNL) ở Richland, Washington (Mỹ) trong một dự án được thiết kế để tạo ra pin lithium mới và tốt hơn.

Theo Neowin, trong một bài đăng trên blog, Microsoft cho biết, nhóm Azure Quantum của họ đã sử dụng tài nguyên trí tuệ nhân tạo (AI) và điện toán hiệu năng cao (HPC) để giúp PNNL tạo ra vật liệu pin mới. Hệ thống AI của Microsoft đã giúp đẩy nhanh quá trình tìm kiếm 500.000 vật liệu ổn định có thể có cho loại pin mới này chỉ trong vài ngày.

Dù chưa chắc chắn vật liệu này có thể thay thế pin lithium-ion, các nhà khoa học rất hào hứng khi nhận thấy AI có thể giúp họ đẩy nhanh quá trình nghiên cứu.

Microsoft cho biết, AI có thể nhanh nhưng không hoàn toàn chính xác, vì vậy HPC được áp dụng để cung cấp độ chính xác với sức mạnh tính toán cao, cho phép xác minh nhanh hơn tất cả các trạng thái mà nó có thể tồn tại. Sau đó, Microsoft mô phỏng động lực phân tử kết hợp AI và HPC để phân tích chuyển động của các nguyên tử và phân tử bên trong mỗi vật liệu.

Bằng cách sử dụng HPC, Microsoft và PNNL đã cắt giảm danh sách vật liệu pin có thể có xuống còn 150 ứng viên. Công ty tiếp tục sử dụng HPC để giảm bớt danh sách bằng cách thêm vào các bộ lọc như tính khả dụng, chi phí và các yếu tố khác. Cuối cùng, sự kết hợp giữa AI và HPC đã cho phép Microsoft và PNNL đưa danh sách vật liệu pin xuống chỉ còn 18 ứng viên trong thời gian chỉ 80 giờ.

Qua đó, các nhà khoa học tại PNNL đã chọn ra được một vật liệu lý tưởng nhất để thử nghiệm chế tạo các mẫu pin dùng cho bóng đèn và đồng hồ. Hiện các mẫu pin đang được thử nghiệm và tinh chỉnh trước khi chính thức ra mắt thị trường.

Điểm đặc biệt ở loại vật liệu mới là nó có chứa cả lithium và natri - nguyên tố dồi dào trong tự nhiên.

Microsoft cho biết, vật liệu mới có thể cắt giảm tới 70% lượng natri sử dụng trong pin. Hơn nữa, pin làm từ vật liệu mới cũng ít bắt lửa hơn pin lithium-ion, vốn được làm bằng chất điện phân lỏng dễ bị quá nhiệt.

Jason Zander, Phó Chủ tịch điều hành của Microsoft, nói với hãng thông tấn Reuters: “Chúng tôi đã sử dụng AI và công nghệ điện toán hiệu suất cao để xác định các vật liệu hứa hẹn cho pin chỉ trong vài ngày, rút ​​ngắn thành công quy trình thường mất phải nhiều năm hoặc nhiều thập kỷ. Đó là phần chúng tôi hào hứng nhất”.

Công nghệ mới này một ngày nào đó có thể được ứng dụng trong ô tô, lưới điện và những nơi khác cần có pin. Nó sử dụng ít lithium hơn (vốn đắt tiền để khai thác và chỉ tập trung có ở một số quốc gia), và sẽ sử dụng nhiều natri hơn (vốn có giá thành rẻ và dồi dào hơn).

Brian Abrahamson, Giám đốc kỹ thuật số của PNNL cho biết trong một cuộc phỏng vấn rằng, quy trình được sử dụng để tìm vật liệu pin thay thế có thể được áp dụng cho nhiều vấn đề khoa học vật liệu, và hóa học khác mà phòng thí nghiệm đang giải quyết. Vì thế để hỗ trợ công tác này cho phòng thí nghiệm, Microsoft đã sử dụng kết hợp các mô hình trí tuệ nhân tạo được đào tạo trên dữ liệu khoa học phân tử và siêu máy tính khoa học truyền thống.