نجح فريق من العلماء في كلية الهندسة بجامعة كولومبيا الأمريكية في توظيف الذكاء الاصطناعي لحل مشكلة علمية استمرت لمئة عام، تتعلق بتحديد التركيب الذري الدقيق للبلورات النانوية.
يمهد هذا الإنجاز الطريق لتطوير أسرع لتقنيات متقدمة، خصوصًا في مجال البطاريات عالية الأداء.
كانت المعضلة الأساسية تكمن في صعوبة تحديد الترتيب الدقيق للذرات داخل البلورات النانوية، وهي جسيمات مادية دقيقة للغاية وغير منتظمة الترتيب الذري، لكنها تحمل أهمية كبيرة لتطوير تقنيات متنوعة مثل الإلكترونيات والبطاريات.
ولهذا السبب، الطرق التقليدية باستخدام الأشعة السينية -الفعالة مع البلورات الكبيرة- لم تنجح مع هذه المواد النانوية لأنها تأتي عادةً كمسحوق يبعثر الأشعة بأنماط يصعب تفسيرها.
بالمقابل، استطاعت الخوارزمية الجديدة، المسماة "PXRDnet"، تحليل هذه الأنماط المعقدة واستنتاج البنية الذرية للمادة بدقة فائقة، حتى للمواد التي لا يتجاوز حجمها 10 أنغستروم.
وأوضح الباحثون أن الذكاء الاصطناعي تعلم كيفية فعل ذلك عبر دراسة قاعدة بيانات ضخمة لتراكيب ذرية معروفة، بشكل يشبه تعلم نماذج اللغة.
ويُعد هذا التقدم خطوة مهمة في علم المواد، لأنه يتيح للعلماء الآن القدرة على استكشاف وتوصيف مواد نانوية كان يصعب الوصول إليها سابقًا.
وأكد المشاركون في البحث، الذي تم نشره في دورية "Nature Materials"، أن هذه النتائج تبرز القدرة المتنامية للذكاء الاصطناعي على مساندة الجهود العلمية وتسريع وتيرة الابتكار في مختلف المجالات، وحل تحديات ظلت قائمة لعقود طويلة.
