A Inteligência Artificial (IA) é frequentemente apontada como um catalisador de novas descobertas científicas - e, na prática, essa aceleração já está a acontecer.
Em junho de 2023, a Microsoft apresentou a Azure Quantum Elements com a ambição de “acelerar descobertas científicas com o poder da Inteligência Artificial (IA)”, articulando IA com computação de alto desempenho (HPC). Pouco tempo depois, começaram a surgir sinais concretos desse impacto.
“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
A aposta seguinte passou por aplicar esta abordagem à investigação de novos químicos para baterias, com foco particular em baterias em estado sólido - e os primeiros indícios são encorajadores.
Azure Quantum Elements e a investigação em baterias em estado sólido
A equipa do Azure Quantum decidiu trabalhar lado a lado com o Departamento de Energia do Laboratório Nacional do Noroeste Pacífico (PNNL) e, em agosto de 2023, tornou públicos os primeiros resultados desse esforço conjunto.
Ao longo de alguns meses, e depois de avaliarem 32 milhões de materiais com potencial para serem utilizados na produção de baterias, o sistema de IA determinou que mais de 500 mil podiam ser considerados “estáveis”. Esse foi o ponto de partida para a fase seguinte.
Primeiros passos
A partir daí, o conjunto de mais de 500 mil materiais foi sendo afunilado até sobrar apenas um candidato, com base em vários critérios e propriedades funcionais relevantes para uma bateria de estado sólido. Saiba mais sobre este tipo de baterias:
Depois de caracterizarem a estrutura do material seleccionado, de avaliarem a sua conectividade e de o submeterem a ensaios em diferentes temperaturas, avançaram para um teste de viabilidade técnica através de uma bateria experimental.
Nova Bateria de estado sólido
Ao fim de nove meses de investigação, o PNNL chegou a um material - inexistente na natureza - que recorre a menos 70% de lítio do que as baterias actuais, contribuindo para mitigar, ainda que parcialmente, a escassez desta matéria-prima. Apesar de o caminho até uma aplicação real ainda ser longo, a IA permitiu “reduzir este processo de investigação de anos para semanas e de semanas para dias”.
O que anteriormente exigia cálculos extensos em computação de alto desempenho (HPC) e trabalho laboratorial caro e moroso, foi encurtado com IA para um período total de 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
Para além de condensar e orientar milhões de testes de materiais, a IA ajudou também a identificar uma opção com menor dependência de lítio, substituindo-o por sódio.
Esta combinação de materiais, encontrada no âmbito da investigação, permite atacar algumas das limitações mais conhecidas das baterias de iões de lítio: segurança e escassez, ao mesmo tempo que aponta para uma densidade energética superior.
Na prática, o que está em jogo é uma 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
Do laboratório ao dia a dia: próximos desafios
Ainda assim, este é apenas o começo de um desenvolvimento que, com apoio de IA, poderá avançar de forma mais rápida.
Mesmo com os resultados actuais, falta percorrer um trajecto considerável até vermos esta nova química de baterias integrada em automóveis, computadores, smartphones e outros equipamentos que dependem de uma fonte interna de armazenamento de energia.
Fonte: Microsoft
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