Aktyvesnio mokymosi link geresnių saulės elementų

Iki šiol tirta cheminės erdvės vizualizacija. Kreditas: © Kunkel / FHI

Kaip galėčiau pasiruošti tam, ko dar nepažįstu? Berlyno Fritzo Haberio instituto ir Miuncheno technikos universiteto mokslininkai šį beveik filosofinį klausimą nagrinėjo mašininio mokymosi kontekste. Mokymasis yra tik ankstesnės patirties panaudojimas. Norint išspręsti naują situaciją, tenka susidurti su maždaug panašiomis situacijomis. Mašininio mokymosi metu tai reiškia, kad mokymosi algoritmas turi turėti maždaug panašius duomenis. Bet ką mes galime padaryti, jei turite beveik begalines galimybes, jei neįmanoma sukurti duomenų, apimančių visas situacijas?

Ši problema daug iškyla, kai sprendžiamas begalinis kandidatų molekulių skaičius. Organiniai puslaidininkiai įgalina svarbias ateities technologijas, tokias kaip nešiojami arba apvalūs saulės elementų ekranai. Šioms reikmėms reikia rasti geresnes organines molekules, kurios sudaro šias medžiagas. Tokio pobūdžio užduotyse vis dažniau naudojami mašininio mokymosi metodai, o jie mokomi kompiuterinio modeliavimo ar eksperimentinių duomenų. Tačiau manoma, kad potencialių mažų organinių molekulių skaičius yra 1033. Turint tiek daug galimybių, beveik neįmanoma surinkti pakankamai duomenų, kad atspindėtų tokią didelę materialinę įvairovę. Be to, daugelis šių molekulių taip pat netinka organiniams puslaidininkiams. Žolelių rinkinyje jis daugiausia ieško patarlės adatos.

Kūrinyje, kurį jie ką tik paskelbė Gamtos komunikacijos Profesoriaus Karsteno Reuterio, Fritz-Haberio instituto teorijos departamento direktoriaus, komanda išsprendė šią problemą naudodama vadinamąjį aktyvųjį mokymąsi.

Užuot mokęsis iš esamų duomenų, automatinis mokymosi algoritmas automatiškai nusprendžia, kokių duomenų jam reikia apie problemą. Mokslininkai pirmiausia atlieka mažesnių molekulių modeliavimą ir gauna duomenis, susijusius su molekulių elektriniu laidumu, kad pamatuotų jų naudingumą tiriant galimas saulės elementų medžiagas. Remdamasis šiais duomenimis, algoritmas nusprendžia, ar nedideli šių molekulių pokyčiai jau gali lemti naudingas savybes, ar tai tikrai dėl panašių duomenų trūkumo. Abiem atvejais tam automatiškai reikalingos naujos simuliacijos, ji tobulėja per gautus naujus duomenis, atsižvelgia į naujas molekules ir pakartoja šią procedūrą.

Savo darbe mokslininkai parodo, kaip galima efektyviai identifikuoti naujas ir perspektyvias molekules, tuo tarpu algoritmas ir toliau tyrinėja didžiulę molekulinę erdvę, net ir dabar. Kiekvieną savaitę siūlomos naujos molekulės, jos gali sukurti naujos kartos saulės elementus, o algoritmas vis gerėja.

Nuoroda: Christianas Kunkelis, Johannesas T. Margrafas, Ke Chenas, Haraldas Oberhoferis ir Karstenas Reuteris, „2021 m. Balandžio 23 d.,„ Aktyvus organinių puslaidininkių atradimas “. Gamtos komunikacijos.
DOI: 10.1038 / s41467-021-22611-4

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Prognozuojama, kad ateivių rūšių padaugės 36% iki 2050 m

Egipto žąsis (Alopochen aegyptiaca), kilusi iš Afrikos, o dabar įsikūrusi Vidurio ir Vakarų Europoje. Autorius: profesorius Timas Blackburnas, UCL Tikimasi, kad šio amžiaus viduryje...

Dėl hormoninių vaistų neproliferaciniai baltymai gali išplisti koronavirusą ir sustabdyti ID-19 vystymąsi

Hormonų tyrimai gali sukelti AD-19 ginklų paplitimą. Kreditas: „Getty Images“ Naujas „Penny Medical“ tyrimas parodo, kaip anti-androgenai trukdo pagrindiniams receptoriams, reikalingiems virusų invazijai į...

Nuostabus „slapto“ objektyvo projektavimo metodas, kurį naudojo „mikrobiologijos tėvas“, rastas po 300 metų

Tai Van Leeuwenhoek mikroskopas. Autoriai: Utrechto universitetas / Rijksmuseum Boerhaave / TU Delft Mikroskopas, kurį Antoni van Leeuwenhoek naudojo novatoriškiems tyrimams atlikti, turi nuostabų...

Joninės sijos sudaro glaudžiai sujungtas „Qubits“ grandines.

Jonų pluoštai gali suformuoti glaudžiai suporuotas kvantinių bitų (kubitų) grandines, pagrįstas deimantų „azoto neturinčiais„ spalvų centrais “, skirtus naudoti kvantinės skaičiavimo aparatinėje įrangoje. ...

Tyrėjai kuria 3D atspausdintą želę biomedicininėms medžiagoms, minkštai robotikai

Hidrogelio medžiaga gaunama iš skirtingo dydžio dumblių dalelių. Paskola Orlino slėnis, NC valstybinis universitetas Dėl stiprumo ir lankstumo hidrogeliai sujungia du fizinius kiaušinius...

Newsletter

Subscribe to stay updated.