Uma das promessas mais repetidas da Inteligência Artificial (IA) tem sido a capacidade de encurtar o caminho até novas descobertas científicas. Neste momento, essa ambição deixou de ser apenas teórica e passou a mostrar resultados concretos.
A Microsoft lançou a Azure Quantum Elements em junho de 2023 com a meta de “acelerar descobertas científicas com o poder da Inteligência Artificial (IA)” em conjunto com a computação de alto desempenho (HPC). Os primeiros sinais desse impacto já começaram a surgir.
“Mostrar o que é possível desenvolver com IA, não é a mesma coisa que provar que esta tecnologia consegue identificar algo novo.”
Dr. Nathan Baker, líder de produto, Azure Quantum Elements, Microsoft
Azure Quantum Elements: IA e computação de alto desempenho (HPC)
Como demonstração prática do potencial da plataforma, a Microsoft optou por direcionar a tecnologia para a investigação e criação de novas químicas para baterias, com destaque para baterias em estado sólido. Os resultados iniciais desta aposta são animadores.
Primeiros passos da Azure Quantum
Para avançar com o trabalho, a equipa da Azure Quantum “uniu forças” com o Departamento de Energia do Laboratório Nacional do Noroeste Pacífico (PNNL) e, em agosto de 2023, divulgou as primeiras conclusões.
Do rastreio de 32 milhões ao candidato final
Ao longo de alguns meses, foram avaliados 32 milhões de materiais potencialmente utilizáveis no fabrico de baterias. A partir dessa triagem, o sistema de inteligência artificial concluiu que mais de 500 mil eram “estáveis”. Esse foi o ponto de partida.
Em seguida, esses 500 mil materiais foram afunilados até restar apenas um candidato, considerando vários fatores e propriedades funcionais relevantes para uma bateria de estado sólido. Saiba mais sobre este tipo de baterias:
Depois de a equipa caracterizar a estrutura do material selecionado, medir a sua conectividade e o submeter a ensaios a diferentes temperaturas, a viabilidade técnica foi verificada através de uma bateria experimental.
A nova bateria de estado sólido
No final de nove meses de investigação, o PNNL identificou um material - não presente na natureza - que utiliza menos 70% de lítio do que as baterias atuais, atenuando em parte a escassez desta matéria prima. Ainda que o percurso até uma aplicação ampla seja longo, a IA permitiu “reduzir este processo de investigação de anos para semanas e de semanas para dias”.
O que antes implicava cálculos extensos em computação de alto desempenho (HPC) e trabalho laboratorial caro e prolongado, com a ajuda da IA foi concentrado em apenas nove meses.
“O PNNL demonstrou que o potencial das novas abordagens HPC e IA aceleram significativamente o ciclo de inovação.”
Dr. Nathan Baker, líder de produto, Azure Quantum Elements, Microsoft
Além de sintetizar milhões de testes em materiais, a IA também contribuiu para encontrar uma opção que reduz o uso de lítio, substituindo-o por sódio.
Esta nova combinação de materiais, identificada durante a investigação, permitiu enfrentar duas limitações frequentemente apontadas nas baterias de iões de lítio - segurança e escassez - ao mesmo tempo que aponta para uma maior densidade energética.
Em termos práticos, está em causa uma nova química de baterias com custo inferior, mais sustentável e com maior densidade energética.
“Ao utilizar menos lítio esta bateria vai impactar menos o planeta, vai ser mais segura e ao mesmo tempo vai trazer mais benefícios económicos”.
Dr. Nathan Baker, líder de produto, Azure Quantum Elements, Microsoft
Ainda assim, trata-se apenas do começo de um processo de desenvolvimento que, com apoio da IA, poderá tornar-se mais curto.
De qualquer forma, falta ainda percorrer um caminho considerável até vermos esta nova química de baterias a chegar aos automóveis, computadores, smartphones e a outros equipamentos que dependem de uma fonte interna de armazenamento de energia.
Fonte: Microsoft
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