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BAM彈性體——加速氣候友好型建材開發
閱讀:200 發布時間:2021-8-31 迄今為止,建筑材料的生產特別耗能。使用人工智能 (AI) 可以幫助開發替代和氣候友好型材料。聯邦材料研究與測試研究所 (BAM) 的一個團隊開發了一個應用程序,使訪問直觀。 2 薩特爾建筑材料的生產對CO的貢獻很大2排放量。 僅水泥的生產就占溫室氣體排放量的8%左右。
高耗能制造工藝可以用自運行的化學反應來取代:替代和更環保的水泥不必在高爐中燒結。 起始材料和化學品對與水泥性質幾乎相同的材料沒有熱輸入。 而且它們幾乎沒有產生任何CO2 排放。
為此,必須確切地了解替代水泥的特性及其反應的邊界條件。 這就是困難開始的地方:水泥不僅是人類*泛使用的材料,而且是一種非常復雜的建筑材料:特別是CO的起始材料2 友好的水泥,根據它們的地質起源,可以有很大的不同,彼此的反應不同。
純粹從數學角度來說,數十億和更多的可能組合很快出現。研究人員通常根據實驗室的經驗觀察改進配方。 傳統材料科學在這里達到極限, 只是因為大量的組合。
基于人工智能(AI) 的材料特性的預測可以在這里有所幫助。人工智能模型可以學到材料樣品或模擬的實證觀察特性,以便預測新的和可能更好的終產品。
然而,AI模型仍然需要大量的實證信息,尤其是水泥,這種"數據ji渴"是個問題,因為反應非常緩慢。能否達到預期的結果往往只能經過幾個星期的實驗室工作來評估,因此開發替代水泥還需要很多年的時間。
連續學習(SL) 的使用有望在這里取得突破:它有可能*改變材料研究。 與以前的人工智能的決定性區別: SL搜索新的終產品,超越已經經驗已知的材料,并獲得的數據整體明顯減少。不導致目標的方法在早期階段被丟棄,并且更迅速地確定了有前途的實驗。
到目前為止,SL 已被成功使用,例如.B用于開發藥物或金屬眼鏡的產品,即合成速度快或在模擬中很容易檢測到的產品。
由薩賓·克魯施維茨教授的聯邦材料研究與測試研究所(BAM)的一個小組與柏林理工大學的斯蒂芬教授合作,現已能夠證明SL的使用對水泥研究也大有希望,盡管那里的反應要慢得多。“我們能夠證明,在不到8個月的時間內找到可靠和氣候中性材料是可能的。通常,開發周期需要幾年時間,”開發該應用程序的BAM材料科學家克里斯托夫·維爾克博士解釋道。 2鋼鐵、鋁或瀝青生產等密集領域。
為了使他們的方法普遍可用,研究人員現在已經編程了一個應用程序,使材料社區更容易探索SL方法。 材料發現順序學習應用程序 (SLAMD)提供對SL 的低閾值訪問。與實驗室中許多起始材料的組合類似,人工智能幾乎有無限的配置可能性。通過SLAMD,科學家可以通過直觀和交互式用戶界面開發氣候友好型材料的 SL 方法,速度比以前快得多。