機器學(xué)習(xí)正越來越多地用作一種工具，以幫助研究人員發(fā)現(xiàn)滿足其獨特設(shè)計要求的新材料和化合物。這種新穎的方法減少了研究人員花費在創(chuàng)建和實驗測試各種材料上的時間，因此可以更快地發(fā)現(xiàn)新發(fā)現(xiàn)。在卡內(nèi)基梅隆大學(xué)獲得機械工程博士學(xué)位。學(xué)生和塔塔咨詢服務(wù)公司總裁研究員Adarsh Dave將這種方法應(yīng)用于電池，并取得了令人驚訝的發(fā)現(xiàn)。

他說，Dave的動機是減少溫室氣體的排放。電池創(chuàng)新是減少排放的一種簡便方法。但是，由于化學(xué)過程非常復(fù)雜，因此這些創(chuàng)新往往會非常緩慢地發(fā)生，因此該團隊開始尋找加快速度的方法。這項研究集中在水性電解質(zhì)上，戴夫(Dave)說，該電解質(zhì)非常適合存儲可再生能源。

戴夫說：“設(shè)計高性能水性電池是解決這一問題的重要過程。” “但是，這里有大量可供選擇的公式可供選擇，這就是我們設(shè)計過程的源泉。”

戴夫(Dave)和他的團隊建立了一個名為“奧托(Otto)”的機器人平臺，通過測量確定其在電池中是否有效的特性來表征電池電解質(zhì)。該學(xué)習(xí)機集成了奧托，和他們一起優(yōu)化電解液的電池。計算機告訴Otto要測試哪些電解質(zhì)，然后Otto告訴計算機這些電解質(zhì)的性質(zhì)。奧托(Otto)與計算機之間的這種來回關(guān)系有助于機器學(xué)習(xí)進行優(yōu)化以找到最佳的電解質(zhì)。奧托可以像人類一樣快地混合和測試電解質(zhì)，但是與人類不同，奧托可以24/7全天候運行。

CMU機械工程副教授Venkat Viswanathan表示：“大多數(shù)電池實驗室都會與大量的研究生一起設(shè)計和測試各種電解液，以設(shè)計電解液。” “我們只是一個由三人組成的團隊，他們制造了一個機器人來為我們完成大部分工作。”

他們研究的意義已經(jīng)顯而易見。在最近發(fā)表的一篇論文中，Dave和他的團隊提出了一種機器學(xué)習(xí)所揭示的“非直覺，新穎的電解質(zhì)”。如果沒有他們的研究，這種電解質(zhì)對于設(shè)計者可能仍然是未知的。這為機器學(xué)習(xí)在設(shè)計過程中的未來顯示了廣闊的前景。此外，奧托(Otto)的自動化技術(shù)可以加快測試和實驗過程，使科學(xué)家能夠?qū)Ｗ⒂谌盅芯俊?/p>

斯科特能源創(chuàng)新研究所所長，工程與公共政策學(xué)教授杰伊·惠塔克雷(Jay Whitacre)表示：“雖然沒有機器人或算法能夠取代訓(xùn)練有素的化學(xué)家的直覺，但我們的系統(tǒng)無疑可以自動化并加速常規(guī)科學(xué)和設(shè)計任務(wù)。”材料科學(xué)工程。“我希望看到其他實驗室的同事能夠自動將無聊的東西自動化，并真正加快電池創(chuàng)新的步伐。”

該論文于2020年11月發(fā)表在《Cell Reports Physical Science》上。其他作者包括CMU Ph.D.。學(xué)生Kirthevasan Kandasamy，Han Wang，Sven Burke和Biswajit Paria以及BarnabásPóczos副教授。材料科學(xué)研究員Jared Mitchell也為該項目做出了貢獻。