Исследователи Сколковского института науки и технологий (Сколтеха) представили новую математическую модель, способную существенно ускорить расчеты свойств материалов на атомном уровне. Этот инновационный подход использует технологии искусственного интеллекта (ИИ) и позволяет более точно воспроизводить движение атомов в материалах. Такие расчеты необходимы, чтобы создавать более устойчивые металлические конструкции для различных областей, включая машиностроение и энергетику.
С помощью новых алгоритмов, разработанных и примененных в работе, ученые смогли значительно повысить точность и скорость моделирования свойств новых материалов. Теперь возможно оптимизировать энергетический барьер, который атомы должны преодолеть при перемещении в материале, что дает возможность проектировать материалы с желаемыми качествами. Время расчета действия силы на один атом уменьшилось до 0,1 миллисекунды, что в сравнении с традиционными методами на порядок быстрее.
Этот новый подход не только улучшает эффективность расчетов, но и сокращает требования к оборудованию. Задачи, которые ранее требовали мощных суперкомпьютеров, теперь могут выполняться на обычных офисных ПК средней мощности. Это позволяет сэкономить на затратах и ускорить процесс разработки новых материалов.
Одной из примененных задач было предсказание оптимального сочетания компонентов для сплавов с высокими показателями пластичности. Такой подход позволил анализировать различные составы сплавов на этапе расчетов, сокращая стоимость и сложность физических испытаний образцов.
Результаты этой работы подтверждают значимость применения искусственного интеллекта и математического моделирования в исследованиях материалов. Проект был поддержан грантом Российского научного фонда (РНФ), что открывает перспективы для дальнейших научных разработок.
Фото:skoltech
ГОР