A promessa de a Inteligência Artificial (IA) encurtar o caminho até novas descobertas científicas deixou de ser apenas teoria - hoje já se vêem resultados no terreno.
Em junho de 2023, a Microsoft lançou a Azure Quantum Elements com a meta de “acelerar descobertas científicas com o poder da Inteligência Artificial (IA)”, aliando-a à computação de alto desempenho (HPC). E os primeiros sinais de impacto começaram a surgir pouco tempo depois.
“Mostrar o que é possível desenvolver com IA, não é a mesma coisa que provar que esta tecnologia consegue identificar algo novo.”
Dr. Nathan Baker, líder de produto, Azure Quantum Elements, Microsoft
Azure Quantum Elements, IA e computação de alto desempenho (HPC)
A aposta da Microsoft passou por aplicar esta abordagem a um tema muito concreto: a investigação e o desenvolvimento de novos químicos para baterias, com foco nas baterias em estado sólido. Os indícios iniciais apontam para um caminho promissor.
Primeiros passos
Para dar início ao trabalho, a equipa do Azure Quantum juntou-se ao Departamento de Energia do Laboratório Nacional do Noroeste Pacífico (PNNL) e, em agosto de 2023, revelou os primeiros resultados.
Ao longo de vários meses, foram avaliados 32 milhões de materiais potencialmente relevantes para a produção de baterias. A partir dessa análise, o sistema de inteligência artificial determinou que mais de 500 mil seriam “estáveis” - um primeiro grande filtro para avançar.
De seguida, esses 500 mil materiais foram sendo excluídos até restar apenas um candidato, com base em múltiplos critérios e propriedades funcionais importantes para uma bateria de estado sólido. Saiba mais sobre este tipo de baterias:
Depois de selecionado o material, a equipa avançou para a sua caracterização: analisou a estrutura, mediu a conectividade e realizou testes em diferentes temperaturas. Por fim, a viabilidade técnica foi validada através de uma bateria experimental.
Nova Bateria de estado sólido
No final de nove meses de investigação, o PNNL identificou um material - que não existe na natureza - capaz de usar 70% menos lítio do que as baterias atuais, mitigando parcialmente a escassez desta matéria-prima. Ainda assim, o processo está longe de concluído; o destaque vai para o facto de a IA ter permitido “reduzir este processo de investigação de anos para semanas e de semanas para dias”.
O que anteriormente exigia cálculos prolongados em computação de alto desempenho (HPC) e trabalho laboratorial caro e moroso foi, com a ajuda da IA, encurtado para um ciclo total de apenas nove meses.
“O PNNL demonstrou que o potencial das novas abordagens HPC e IA aceleram significativamente o ciclo de inovação.”
Dr. Nathan Baker, líder de produto, Azure Quantum Elements, Microsoft
Além de condensar milhões de testes de materiais, a IA contribuiu para chegar a um composto que reduz a dependência do lítio, substituindo-o por sódio.
Esta nova combinação de materiais, identificada durante a investigação, ataca duas limitações centrais das baterias de iões de lítio - segurança e escassez - e, em simultâneo, aponta para uma densidade energética superior.
Na prática, o que está em jogo é uma nova química de baterias mais económica, mais sustentável e com maior densidade energética.
“Ao utilizar menos lítio esta bateria vai impactar menos o planeta, vai ser mais segura e ao mesmo tempo vai trazer mais benefícios económicos”.
Dr. Nathan Baker, líder de produto, Azure Quantum Elements, Microsoft
Da investigação à aplicação em automóveis e eletrónica
Apesar do avanço, este é apenas o ponto de partida de um desenvolvimento que poderá ser encurtado com o apoio da IA.
Ainda existe um percurso considerável até esta nova química de baterias chegar a aplicações do dia a dia, como automóveis, computadores, smartphones e outros equipamentos que dependem de uma fonte interna de armazenamento de energia.
Fonte: Microsoft
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