Mission Innovation(MI)是一項全球倡議，有22個(gè)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(huì )的第一天啟動(dòng)的。它確定了七個(gè)關(guān)鍵的創(chuàng )新挑戰，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，因為正如DTU能源公司的Tejs Vegge教授所說(shuō)：“清潔能源的綠色變化發(fā)生得很快，但還不夠快!”
“在可持續能源技術(shù)到位之前，構建基塊，清潔能源材料也必須到位，材料發(fā)現需要時(shí)間”，DTU教授解釋并繼續說(shuō)道。“如果我們想要限制全球變暖，新的清潔能源材料的開(kāi)發(fā)必須以比現在快得多的速度發(fā)展。”
Tejs Vegge是歐洲領(lǐng)先的下一代電池材料計算機輔助研究專(zhuān)家之一，他是55位國際頂尖研究人員之一，他們與來(lái)自世界各地大學(xué)和政府的75名觀(guān)察員一同參加了會(huì )議。 2017年在墨西哥城舉辦的清潔能源材料創(chuàng )新挑戰創(chuàng )新研討會(huì )。
“使命創(chuàng )新的一個(gè)目標是能夠以比我們今天快十倍的速度發(fā)現和生產(chǎn)新的清潔能源材料。Tejs Vegge堅持認為，傳統的反復試驗材料開(kāi)發(fā)方式太慢了。“如果我們要實(shí)現及時(shí)限制全球變暖的目標，我們必須將清潔能源材料和自動(dòng)合成領(lǐng)域的現有知識與人工智能相結合。”
人類(lèi)研究直覺(jué)需要得到提升
必須利用人工智能，因為人為驅動(dòng)的材料創(chuàng )新可能會(huì )起得太慢，無(wú)法及時(shí)阻止全球變暖。
盡管在中世紀戰爭中廣泛使用火藥，當時(shí)的學(xué)者花了300年時(shí)間才找到硝酸鹽，硫磺和木炭之間的最佳混合比例。盡管銷(xiāo)售了數百萬(wàn)輛汽車(chē)，但經(jīng)過(guò)大約100年的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機研究，福特T在1908年的5-9公里/升到現在33公里/升的最省油的日常汽車(chē)中的燃油消耗。經(jīng)過(guò)25年的研究，IBM的西部手機重500克，只打電話(huà)，開(kāi)發(fā)了超輕智能手機，將手機，相機，多媒體播放器和游戲機組合在一起。
研究人員不斷加快開(kāi)發(fā)新材料，例如使用超級計算機來(lái)提高發(fā)現速度，但速度對于手頭的挑戰來(lái)說(shuō)仍然太慢。今天，大多數材料發(fā)現仍然基于傳統方法，即首先你提出一個(gè)理論，做一些實(shí)際測試，并根據實(shí)驗結果制定一個(gè)新的理論，所以它在取得突破之前一直持續下去。
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可以將研究和材料開(kāi)發(fā)加速到一個(gè)數量級，部分原因是它們能夠減少所需的實(shí)驗室測試次數，”Tejs Vegge說(shuō)。
開(kāi)發(fā)用于清潔的能量轉換和存儲，例如，新材料，當新電池的材料和用于轉化CO的電催化劑DTU能源使用類(lèi)似的方法2 的計算機模型用于測試和前評估數千個(gè)假想的材料組合和結構：納入可持續燃料和化學(xué)品研究人員繼續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)成為我們日常生活的一部分。我們熟悉手機內置的人工個(gè)人助手，例如Apple的Siri。Siri使用語(yǔ)音識別和自然語(yǔ)言用戶(hù)界面，通過(guò)將請求委托給一組互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)來(lái)嘗試回答問(wèn)題，提出建議和執行操作。世界上主要的制藥公司已經(jīng)使用合成機器人進(jìn)行合成和測試。
“在我們完全自動(dòng)化清潔能源材料的發(fā)現和生產(chǎn)之前，我們需要開(kāi)發(fā)一種新的研究基礎設施和方法，”Tejs Vegge解釋說(shuō)，他描述了人工智能如何將大數據量與合成機器人連接起來(lái)。該方法比執行更容易描述。
機器人作為合成廚師
目標是將超級計算機與專(zhuān)門(mén)處理大量數據的AI結合起來(lái)，這些數據是通過(guò)在科學(xué)文獻中搜索合成配方的論文而獲得的。系統可以給出重要的關(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有數據提供十種不同的綜合建議，然后對自動(dòng)合成機器人進(jìn)行編程以生成這些，并根據后續的特性和測試，返回并提出新的超級計算機計算最后提出新的合成條件。然后重復循環(huán)，直到產(chǎn)生新的和改進(jìn)的清潔能源材料“，Tejs Vegge解釋說(shuō)。
政治家必須投入其中
當科學(xué)家提前選擇兩到三種有前景的材料成分時(shí)，他們可能已經(jīng)過(guò)多地限制了自己。人工智能系統可以識別多個(gè)維度的趨勢和相關(guān)性，例如，它們可以組合結構并以我們從未想象過(guò)的方式在材料中建立新的分子或原子序列。
“白皮書(shū)包含了一些主要國際專(zhuān)家提出的關(guān)于投資內容的強烈建議，以便使用人工智能和自動(dòng)合成與表征來(lái)加速發(fā)現下一代清潔能源材料。其中一些建議可能看似未來(lái)，但我希望這些決定能夠足夠勇敢地遵循它們，因此我們可以達到巴黎協(xié)議的目標。“Tejs Vegge說(shuō)。