描述
Google DeepMind 的 GNoME(Graph Networks for Materials Exploration,材料探索图网络)是一款开创性的深度学习工具,旨在彻底改变新型无机晶体的发现过程。从计算机芯片、电池到太阳能电池板,现代技术都依赖于稳定的无机晶体。传统上,识别新型稳定材料是一个耗时且艰苦的过程,需要数月的实验工作。GNoME 通过准确预测新材料的稳定性,极大地提高了这一发现过程的速度和效率。
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GNoME 使用先进的图神经网络 (GNN) 模型,将晶体结构作为图来处理,表示原子之间的连接,这使其特别适合发现新的晶体材料。该工具采用两个管道:一个结构管道,用于生成与已知晶体相似的候选材料;一个成分管道,用于探索新的化学式。然后使用密度泛函理论 (DFT) 计算来评估这些候选材料,结果会反馈给 GNoME 的主动学习过程,不断提高其预测准确性。这种方法已将稳定材料的发现率从约 50% 提高到 80% 以上。
GNoME 已识别出 220 万种新晶体,这一数量约等于 800 年的传统研究工作量。至关重要的是,其中 38 万种被预测为高度稳定,使其成为实验合成和潜在应用于变革性技术的有希望的候选材料。这些技术包括超导体、下一代电池和超级计算机的材料。该工具显著扩展了技术可行材料的已知范围,例如,发现了 52,000 种与石墨烯类似的新型层状化合物,以及 528 种潜在的锂离子导体。
该项目旨在通过公开 GNoME 的预测结果来普及材料发现。这 38 万种预测的稳定材料正在被贡献给材料项目数据库,赋能全球研究人员。独立验证表明,外部研究人员已成功通过实验合成了 GNoME 预测结构的 736 种。此外,与劳伦斯伯克利国家实验室合作,GNoME 的预测正在被用于自主材料合成,展示了人工智能在以前所未有的速度指导机器人实验室创造新材料的潜力。
- 类别科学发现与实验室工具
- 定价模式免费
- 部署云端
- 平台网页版
GNoME 材料发现的核心功能
使用深度学习预测新材料的稳定性
识别数百万种新型晶体结构
发现数十万种稳定且可行的材料
利用图神经网络 (GNN) 进行材料探索
采用主动学习提高预测准确性
将材料发现率提高到 80% 以上
将发现速度加快约 800 年
实现超导体和先进电池材料的发现
提供 38 万种预测稳定材料的数据库访问
通过 AI 预测支持自主材料合成
向研究界公开预测的晶体结构
识别出 52,000 种与石墨烯类似的新型层状化合物
发现 528 种潜在的锂离子导体
GNoME 材料发现入门
访问 GNoME 预测:下载包含 38 万种稳定材料预测的数据集。
整合预测:利用数据进行实验合成和材料开发。
用于自主合成:应用 AI 预测来指导机器人材料的创建。
为研究做贡献:利用发布的数据来推进科学理解和技术创新。
GNoME 材料发现的使用案例
- 加速材料发现
- 新技术开发
- 实验合成指导
- 自主材料合成
- 科学研究
- 可持续技术









