В Институте высокотемпературной электрохимии УрО РАН открылась новая молодежная лаборатория, сотрудники которой будут использовать искусственный интеллект для расчета физико-химических свойств веществ методом атомистического моделирования.
«Благодаря модельным методам, в первую очередь, атомистическому моделированию, можно рассчитывать широкий спектр свойств материалов. Такой подход позволяет избежать характерных сложностей экспериментальных измерений, если требуется исследовать вещество в экстремальных условиях — высокой температуры или давления, в агрессивных или радиоактивных средах, — отмечает заведующий лабораторией кандидат химических наук Дмитрий Закирьянов. — Однако точность атомистического моделирования критично зависит от точности подхода к расчету потенциальной энергии системы. Использование специализированного ИИ в виде межатомных потенциалов машинного обучения поможет достичь оптимального сочетания точности, универсальности и скорости расчетов».
В новой лаборатории планируется создавать обучающие и тестовые датасеты, содержащие информацию о взаимодействиях частиц в расплавах, перспективных для применения в атомной энергетике, а также обучать потенциалы межатомных взаимодействий в виде искусственных нейронных сетей с использованием созданных датасетов.
По словам ученых, инструментарий искусственного интеллекта позволит проводить расчет ключевых физико-химических свойств расплавов, в том числе плотности, вязкости, теплопроводности и их концентрационных и температурных зависимостей методом молекулярной динамики с потенциалами машинного обучения. Это на несколько порядков ускорит расчеты свойств: именно такой колоссальный прирост производительности с точки зрения машинного времени обеспечивает переход от квантовой химии к нейросетевым моделям. Этап молекулярной динамики — лишь одна из стадий научного исследования, но временные затраты именно на эту ключевую стадию могут существенно сократиться благодаря использованию искусственного интеллекта.
Создание в ИВТЭ УрО РАН молодежной лаборатории по использованию ИИ в физической химии расплавов поддержало Минобрнауки РФ. В дни проходившего в Екатеринбурге Международного фестиваля молодежи в одной из трех молодежных лабораторий института побывал министр науки и высшего образования РФ Валерий Фальков. Он обсудил с руководством ИВТЭ УрО РАН ход создания площадки опытно-промышленного производства «Керамические материалы и технологии», где в целях реализации нацпроекта «Новые материалы и химия» будут выпускать порошки диоксида циркония для медицины, техники и электрохимических применений, а также порошки оксида алюминия для изготовления бронекерамики. Валерий Фальков также ознакомился с разработками в рамках нацпроекта «Новые атомные и энергетические технологии», прежде всего с уникальной технологией переработки отработавшего ядерного топлива реакторов на быстрых нейтронах с использованием расплавленных солей.
По материалам сайта ИВТЭ УрО РАН подготовила
Е. ПОНИЗОВКИНА
Фото предоставлено Минобрнауки РФ