Американские физики разработали архитектуру искусственного интеллекта, в математический каркас которой намертво вшиты фундаментальные законы термодинамики. Об этом сообщает «Хайтек» со ссылкой на пресс-службу Университета Карнеги — Меллона.
Международная группа ученых совершила революционный прорыв в компьютерном материаловедении. Специалисты решили фундаментальную проблему нейросетей в точных науках. До сегодняшнего дня стандартные модели обучались исключительно на поиске статистических закономерностей в огромных массивах данных. Из-за этого искусственный интеллект часто выдавал невозможные с точки зрения физики результаты. Программа проектировала структуру нового материала, которая в реальности грубо нарушала закон сохранения энергии или принципы термодинамики. Такие ошибки делали цифровые расчеты бесполезными для инженеров.
Авторы исследования полностью изменили сам подход к программированию алгоритмов. Они использовали специальный математический инструмент под названием метриплектическая скобка. Эта формула интегрировала незыблемые правила природы напрямую в структуру кода. Новая нейросеть физически и математически больше не генерирует аномальные решения. Программа работает в жестко заданных рамках реального мира. При этом ИИ сохраняет колоссальную скорость вычислений и гибкость в поиске новых вариантов.
Ученые успешно протестировали новую систему на примерах сложных полимеров и пластиков. Расчет движения и деформации длинных молекулярных цепочек всегда требовал колоссальных мощностей от суперкомпьютеров. Новая нейросеть справляется с этой задачей за считанные минуты с феноменальной точностью. Она безошибочно показывает поведение полимерных смесей при диких нагрузках, сильном нагреве и резких ударах. Система предсказывает макроскопические свойства материалов на основе их микроскопического вида без потери физического реализма.
Разработчики уверены в огромных перспективах своей технологии для мировой промышленности. Теперь инженеры в разы быстрее проектируют сверхпрочные композиты для космической отрасли и авиации. Модель ускоряет разработку гибкой электроники, умных полимеров и биомедицинских имплантов нового поколения. Новый алгоритм открывает дорогу для быстрого виртуального теста абсолютно любых материалов будущего еще до их реального синтеза в лаборатории.
Источник: hightech.fm