«MatterGen позволяет проектировать материал под конкретные требования»
Александр Леви — о нейросети от Microsoft Research
Обозреватель “Ъ FM” Александр Леви рассказывает о том, как работает новая система.
Фото: Александр Миридонов, Коммерсантъ
Исследователи Microsoft Research представили нейросеть, способную создавать структуры новых материалов по заданным характеристикам. Система MatterGen уже зарекомендовала себя на практике, позволив сгенерировать первый стабильный образец под названием TaCr2O6. Расчетная упругость материала составляла 200 гПа. В эксперименте же удалось достичь показателя в 169 единиц. Относительная ошибка менее 20% может выглядеть большой, но авторы эксперимента считают эти значения отличным результатом.
MatterGen обучилась на базе из 600 тыс. примеров известных стабильных материалов и работает, основываясь на диффузионной архитектуре. Простыми словами: такой подход подразумевает расчет трехмерных молекулярных структур, в которых постепенно изменяются типы атомов и их координаты в пространстве. Модель начинает со случайной структуры и постепенно оптимизирует ее, приближая к стабильному состоянию. При этом учитываются заданные химические, механические, электрические свойства и указанные исследователем ограничения. То есть система позволяет проектировать материал под конкретные требования. А такой подход особенно важен, например, в таких областях, как создание более эффективных батарей и солнечных элементов.
Также одно из ключевых преимуществ MatterGen — способность исследовать заметно более широкий спектр неизвестных материалов. В отличие от традиционного скрининга, который может дать порядка 40 вариантов с показателем жесткости свыше 400 гПа, нейросеть легко переваливает за сотню вариантов при том же количестве расчетов. Кроме того, система учитывает явление композиционного нарушения, при котором разные атомы в кристаллической решетке вещества могут случайно менять свои места. Такая способность позволяет MatterGen еще точнее определять уникальность и новизну структуры, которые она создает. Microsoft выпустила исходный код MatterGen под лицензией MIT, что позволяет исследователям по всему миру использовать и развивать эту технологию.