KI soll wissenschaftliche Entdeckungen dramatisch beschleunigen

PNNL startet mehrjährige Zusammenarbeit mit Microsoft in den Bereichen Energiespeicherung und wissenschaftliche Forschung

11.01.2024

Angesichts der dringenden Notwendigkeit, die globalen Ziele für saubere Energie zu erreichen, suchen die führenden Politiker der Welt nach schnelleren Lösungen. Um dieser Aufforderung nachzukommen, hat sich das Pacific Northwest National Laboratory des Energieministeriums mit Microsoft zusammengetan, um mithilfe von Hochleistungsrechnern in der Cloud und fortschrittlicher künstlicher Intelligenz wissenschaftliche Entdeckungen in einem bisher nicht gekannten Umfang zu beschleunigen. Der anfängliche Schwerpunkt der Partnerschaft liegt auf der Chemie und der Materialwissenschaft - zwei Wissenschaftsbereiche, die die Grundlage für Lösungen für die globalen Energieprobleme bilden.

"Wir glauben, dass das Zusammenspiel von künstlicher Intelligenz, Cloud und Hochleistungscomputern zusammen mit menschlichen Wissenschaftlern der Schlüssel ist, um den Weg zu aussagekräftigen wissenschaftlichen Ergebnissen zu beschleunigen", sagte Tony Peurrung, der stellvertretende Direktor für Wissenschaft und Technologie des PNNL. "Bei unserer Zusammenarbeit mit Microsoft geht es darum, Wissenschaftlern den Zugang zu KI zu ermöglichen. Wir sehen das Potenzial der KI, ein Material oder einen Ansatz zu finden, der unerwartet oder unkonventionell, aber dennoch untersuchenswert ist. Dies ist ein erster Schritt auf einer interessanten Reise, die das Tempo wissenschaftlicher Entdeckungen zu beschleunigen verspricht.

Wie unterscheidet sich diese KI-Entwicklung?

Die beiden Unternehmen konzentrieren sich darauf, das zu nutzen, was KI am besten kann: die Synthese von Milliarden von Informationsbits - mehr als ein Mensch je aufnehmen könnte - und die schnelle Präsentation von Schlussfolgerungen auf der Grundlage ihrer Analyse. Microsofts Azure Quantum Elements-Plattform nutzt fortschrittliche KI-Modelle, die speziell zur Unterstützung wissenschaftlicher Erkenntnisse entwickelt wurden. PNNL-Forscher testen nun ihre Fähigkeit, vielversprechende neue Materialien für Energieanwendungen zu identifizieren. Die beiden Organisationen haben sich verpflichtet, fortschrittliche KI-Modelle zu nutzen, um praktikable neue Materialien und chemische Verfahren zu finden, die erforderlich sind, um Energie auf Abruf bereitzustellen und gleichzeitig die Ressourcen der Erde für künftige Generationen zu erhalten.

"Wir stehen am Beginn einer neuen Ära wissenschaftlicher Entdeckungen, die unsere Welt zum Besseren verändern können. Mit neuartiger künstlicher Intelligenz und Hyperscale-Fähigkeiten können wir die Forschung beschleunigen und die Entdeckung neuer Moleküle ermöglichen, die einige der dringendsten Probleme unserer Zeit lösen können, von sauberer Energie bis zur Beseitigung giftiger Chemikalien und darüber hinaus. Es ist uns eine Ehre, mit wissenschaftlichen Einrichtungen von Weltrang wie dem Pacific Northwest National Laboratory zusammenzuarbeiten. Unser Durchbruch bei der Verwendung von AQE zur Suche nach neuen Batteriematerialien ist nur eines der vielen Beispiele dafür, wie unser innovativer Ansatz in der Materialforschung unser tägliches Leben verbessern kann", sagte Jason Zander, Executive Vice President of Strategic Missions and Technologies bei Microsoft.

Energiespeicherung als Testfall

Die neu geschlossene Vereinbarung zwischen den beiden Organisationen formalisiert die nächste Phase der laufenden Beziehung zwischen dem PNNL und Microsoft. Die Partnerschaft zwischen Microsoft und dem PNNL sieht für die nächsten Jahre eine transformative Reise in Richtung bahnbrechender wissenschaftlicher Entdeckungen und nachhaltiger Energie vor, bei der modernste Computer- und künstliche Intelligenztechnologien eingesetzt werden, um einige der dringendsten Herausforderungen der Welt zu bewältigen. Der Schwerpunkt der Partnerschaft liegt zunächst auf der Computerchemie und den Materialwissenschaften.

Im Energy Sciences Center des PNNL haben die Materialwissenschaftler Vijay Murugesan, Shannon Lee, Dan Thien Nguyen und Ajay Karakoti die neue Verbindung synthetisiert und getestet. Der gesamte Prozess, vom Erhalt der simulierten Kandidaten bis zur Herstellung einer funktionierenden Batterie, dauerte weniger als neun Monate - ein Wimpernschlag im Vergleich zu herkömmlichen Methoden. Um die Verbindung konkurrenzfähig zu den veröffentlichten Benchmarks zu machen, sind weitere Optimierungen erforderlich, und erste Untersuchungen zeigen neue Wege auf, um die funktionellen Eigenschaften des neuen Materials weiter zu erforschen.

"Die neuen Batterieresultate sind nur ein Beispiel - ein Beweispunkt, wenn man so will", sagte Brian Abrahamson, Chief Digital Officer von PNNL. "Wir haben früh erkannt, dass die Magie hier in der Geschwindigkeit der KI liegt, die bei der Identifizierung vielversprechender Materialien hilft, und in unserer Fähigkeit, diese Ideen sofort im Labor umzusetzen. Wir freuen uns darauf, dies im Rahmen der Partnerschaft zwischen Microsoft und dem PNNL auf die nächste Stufe zu heben. Wir planen, die Grenzen des Möglichen durch die Verschmelzung von Spitzentechnologie und wissenschaftlichem Fachwissen zu erweitern."

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