Yapay Zeka, Nanokristallerin Sırrını Çözdü!

ABD’deki bilim insanları, yüzyıldır süregelen bir bulmacayı çözmeyi başardı. Bu gelişme, daha güçlü ve uzun ömürlü bataryaların üretilmesini hızlandırabilir.

Uzun zamandır üzerinde durulan bu sorun, elektronikten arkeolojiye kadar birçok alandaki ilerleme için önem taşıyan, küçük ve düzensiz maddeler olan nanokristallerin atomik yapılarının tam olarak belirlenmesiyle ilgiliydi.

Önceki yöntemlerde, büyük ve saf kristaller üzerinden X ışını geçirerek net desenler elde ediliyordu. Ancak toz halindeki nanokristaller, X ışınlarının okunaksız desenlere dönüşmesine neden olduğundan bu yaklaşım bu durumlarda işe yaramıyordu.

New York’taki Columbia Mühendislik Fakültesi’nden bir ekip, özel olarak tasarlanmış bir yapay zeka algoritması kullanarak nanokristallerin oluşturduğu desenleri gözlemledi ve böylece maddenin atomik yapısını belirleme başarısını elde etti.

Columbia Mühendislik Fakültesi’nde malzeme bilimi, uygulamalı fizik ve matematik alanında profesör olan Simon Billinge, “Yapay zeka, bilinen ancak birbirleriyle ilişkilendirilmemiş binlerce yapıyı içeren bir veritabanından öğrendiği her şeyi kullanarak bu problemi çözdü” ifadesini kullandı.

Tıpkı ChatGPT’nin dil örüntülerini öğrenmesi gibi, bu yapay zeka modeli de doğanın izin verdiği atom düzenlerinin örüntülerini öğrendi.

PXRDnet adı verilen yeni araç, on binlerce bilinen malzeme üzerinde eğitildiği için insan saçının telinden binlerce kat daha ince olan 10 angström boyutundaki küçük kristallerin yapısını çözme kapasitesine sahip.

Bu gelişme, malzeme biliminde büyük bir ilerleme olarak gösterilirken, araştırmacıların geleneksel yöntemlerle ulaşamadıkları nanomalzemeleri tanımlama ve özelliklerini belirleme yeteneklerini önemli ölçüde artırıyor.

Aynı zamanda yapay zeka alanındaki ciddi ilerlemeleri de gözler önüne seren bu çalışma, daha önce imkansız olarak düşünülen keşifleri gerçekleştirmenin yolunu açtığını vurguluyor.

Columbia’daki projeyi yöneten Gabe Guo, “Ortaokuldayken, bu alandaki algoritmaların kedileri köpeklerden ayırmasını sağlamaya çalışıyorduk” diyerek geçmişe bir yolculuk yaptı.

Günümüzde ise bu tür çalışmalar, yapay zekanın bilim insanlarının etkinliğini artırma ve yenilikçiliği yeni seviyelere taşıma gücünü gözler önüne seriyor.

Bu araştırma, “Ab initio structure solutions from nanocrystalline powder diffraction data via diffusion models” (Difüzyon modelleri aracılığıyla nanokristal toz difraksiyon verilerinden ab initio yapı çözümleri) başlıklı çalışmayla pazartesi günü Nature Materials adlı dergide yayımlandı.

Columbia Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Başkanı Hod Lipson, “Beni en çok heyecanlandıran şey, fizik veya geometri konusunda sınırlı bilgiye sahip yapay zekanın, insan araştırmacılarının bir asırdır mücadele ettiği bir bulmacayı çözebiliyor olması” diyerek düşüncelerini paylaştı.

Bu, uzun süredir zorluklarla karşılaşan birçok farklı alanda gelecekte yaşanacakların habercisi niteliğinde.