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這項研究提出了雙策略材料智能設計框架(DSMID),旨在解決材料科學中小型數據集的挑戰,提升機器學習模型的準確性。框架結合了兩種方法:對抗性領域自適應嵌入生成網絡(AAEG),能在僅有90個數據點的情況下改善材料特徵化;自動化材料篩選與評估管道(AMSEP),利用大型語言模型高效篩選合金設計。實驗顯示,該框架在新型共晶高熵合金的識別和製備上表現出色,顯著提升了材料設計的效率與成本效益。 PubMed DOI


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人工智慧工具如GPT-4在化學和材料研究中扮演重要角色。雖然GPT-4有進展,但科學界尚未廣泛使用大型語言模型。研究評估了六個開源的大型語言模型在金屬有機骨架(MOFs)研究中的表現,其中Llama2-7B和ChatGLM2-6B表現優異。高參數版本的模型表現更佳。 PubMed DOI

Transformer神經網絡,特別是大型語言模型(LLMs),在材料分析、設計和製造上很有效。它們能處理各種數據,支持工程分析,像MechGPT在材料力學領域表現出理解能力。檢索增強的本體知識圖表等策略可提高生成性能,解決困難。這些方法在材料設計探索中有優勢,並提供見解。非線性取樣和基於代理的建模增強生成能力,改進內容生成和評估。例如,問答、代碼生成和自動生成力場開發。 PubMed DOI

了解材料微結構對設計新材料很重要,但通常需要有經驗的設計師進行試誤。近年來,深度生成網絡的進步讓逆向設計材料微結構成為可能。一個新模型Txt2Microstruct-Net,可以直接從文本生成3D材料微結構,無需額外優化。這個模型經過大量數據訓練,能夠產生各種幾何表示。它在設計材料微結構和超材料方面表現出潛力,可能成為一個方便的工具,用於材料設計和發現。 PubMed DOI

材料科學家常透過實驗數據來改進材料性能,但整合非結構化數據卻是挑戰。一項新研究提出「結構化信息推斷」(SII)任務,運用自然語言處理(NLP)處理此問題。透過文獻摘要和整理,將設備級信息轉換為結構化數據。經LLaMA微調後,成功達到87.14%的F1分數,更新鈣鈦礦太陽能電池數據集,並開發出預測太陽能電池性能的回歸任務,顯示出有潛力的結果。該研究凸顯了大型語言模型在科學知識和材料開發上的潛力。 PubMed DOI

AtomGPT是一個新模型,使用變壓器架構設計來進行材料設計,展現了在預測材料性質和生成原子結構方面的潛力。它可以有效地預測形成能量和電子帶隙等性質,並為設計超導體等任務生成結構。這項工作突顯了大型語言模型在材料設計中的潛力,為材料的發現和優化提供了一種新方法。 PubMed DOI

這段文字探討了機器學習模型的進展,特別是在電腦視覺和自然語言處理領域,像ChatGPT和Stable Diffusion等大型模型的影響。雖然在材料科學中,機器學習已在逆向設計和材料預測上取得進展,但現有模型仍過於專門,無法完全取代傳統工業流程。為了解決這個問題,建議開發一個全面的機器學習模型,能理解人類輸入並提供精確解決方案,並透過建立集中式數據集來訓練模型,以促進創新和查詢的便利性。 PubMed DOI

最近,人工智慧和自動化的進展正在徹底改變催化劑的發現與設計,從傳統的試錯方法轉向更高效的高通量數位方法。這一變化主要受到高通量信息提取、自動化實驗、實時反饋和可解釋機器學習的驅動,促成了自駕實驗室的誕生,加速了材料研究的進程。近兩年,大型語言模型的興起也為這個領域帶來了更大的靈活性,改變了催化劑設計的方式,標誌著學科的革命性轉變。 PubMed DOI

小分子的設計對於藥物發現和能源儲存等技術應用非常重要。隨著合成化學的發展,科學界開始利用數據驅動和機器學習方法來探索設計空間。雖然生成式機器學習在分子設計上有潛力,但訓練過程複雜,且生成有效分子不易。研究顯示,預訓練的大型語言模型(LLMs)如Claude 3 Opus能根據自然語言指示創建和修改分子,達到97%的有效生成率。這些發現顯示LLMs在分子設計上具備強大潛力。 PubMed DOI

人工智慧(AI)的發展推動了應用材料的研究,但常常只聚焦於文獻中常見的材料,限制了候選材料的多樣性。為了解決這個問題,研究團隊建立了一個包含1,453,493個自然語言-材料敘述的數據集,來自多個資料庫,確保元素的均衡代表性。這些敘述經過人類專家和GPT-4模型的評估,結果顯示兩者評分相似,但人類在內容深度上有所不足。這種數據與大型語言模型的結合,為AI在固態材料的探索和發現提供了新機會。 PubMed DOI

電動車和可再生能源的發展需要在電化學儲能系統上取得進展,如燃料電池和鋰離子電池等。這些技術雖然前景看好,但面臨高成本和材料稀缺等挑戰。本研究提出一種新穎的生成式人工智慧整合方案,利用生成對抗網絡、自編碼器和大型語言模型,改善材料發現和電池設計等方面。研究強調納米和微米尺度的互動對提升效率和延長壽命的重要性,並探討GenAI在儲能領域的挑戰與未來方向,旨在促進可持續的能源解決方案。 PubMed DOI