Se stesso

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su theguardian.com come parte dell'Università di Toronto e Guardian Labs What's Next? Chiedi alla campagna di Toronto.

Guidato dal profAlan Aspuru-Guzik , l'Acceleration Consortium dell'Università di Toronto ha un piano ambizioso: ridurre drasticamente il tempo necessario per passare da un'indagine scientifica a un'applicazione pronta per l'uso, utilizzando gli approcci più recenti nel campo dell'automazione. L'Acceleration Consortium è un'iniziativa strategica istituzionale dell'Università di Toronto che progetta e costruisce laboratori a guida autonoma, una tecnologia emergente che utilizza l'intelligenza artificiale (AI) e la robotica per alterare drasticamente la tempistica e i costi dello sviluppo di materiali avanzati. Un processo di scoperta che richiederebbe in media 20 anni e 100 milioni di dollari, ad esempio, può essere ridotto a un anno e 1 milione di dollari.

Prof. Alán Aspuru-Guzik "Stiamo crescendo molto velocemente." Fotografia: Chris Sorensen

Ciò è ottenuto in parte grazie alla capacità del laboratorio a guida autonoma di invertire il consueto processo di scoperta scientifica. Invece di dover trascorrere innumerevoli ore eseguendo noiosi esperimenti per tentativi ed errori, le tecnologie di laboratorio a guida autonoma consentono agli scienziati di predefinire le proprietà desiderate di un materiale, lasciando che il laboratorio lavori poi in modo autonomo, utilizzando la modellazione computazionale per prevedere quali combinazioni molecolari si adatteranno meglio una particolare applicazione. Un laboratorio robotico utilizza quindi queste previsioni per sintetizzare e testare autonomamente le proprietà desiderate. Questi dati vengono quindi reimmessi nel sistema di intelligenza artificiale, in modo che possa imparare dai risultati per generare una nuova e migliore lista di candidati. Dopo cicli di previsioni, sintesi e test, emerge un vincitore.

Numerose iniziative di ricerca presso l’Università di Toronto stanno utilizzando questo approccio di laboratorio “a guida autonoma” per portare avanti le tecnologie tanto necessarie volte a risolvere i problemi del presente, nonché ad anticipare i problemi del futuro. Tra questi, due progetti volti a produrre una gamma di materiali avanzati promettono vantaggi rivoluzionari sia per l’industria che per i consumatori…

Prof. Alán Aspuru-Guzik "Stiamo crescendo molto velocemente." Fotografia: Chris Sorensen

“La corrosione è pervasiva e la sua mitigazione e bonifica costa ai contribuenti canadesi 38 miliardi di dollari all’anno”, afferma il prof.Jason Hattrick-Simpers , che guida il progetto Built-to-Last, utilizzando l'intelligenza artificiale per trovare combinazioni innovative per leghe resistenti alla corrosione. “Il costo umano [della corrosione] è ancora più alto: i problemi di piombo a Flint, nel Michigan, erano legati alla corrosione dei tubi di piombo lì, ed è quasi certo che la corrosione abbia contribuito al crollo del Surfside Condominium [a Miami]”.

Il progetto ricerca nuovi “materiali ad alta entropia”, ovvero leghe composte da molti elementi. Per contestualizzare questo concetto, si consideri che il bronzo, la prima lega mai creata, è composta da soli due elementi: rame e stagno. Dato l’enorme numero di possibili combinazioni di metalli ed elementi, ci sono potenzialmente miliardi di leghe da scoprire. Testare queste combinazioni una per una per ordinare quelle con proprietà che potrebbero essere implementate e quelle che non lo sarebbero, sarebbe impossibile. Le ore di lavoro umano richieste semplicemente non esistono. Ma questo non è il caso una volta che il processo viene potenziato dall’intelligenza artificiale (AI).

Sono interessato ai materiali per l'economia verde”, afferma Hattrick-Simpers. "Una potenziale applicazione per le leghe resistenti alla corrosione sono contatti elettrici più robusti: i nostri telefoni, laptop e persino i veicoli devono essere ricaricati ogni notte, ma i collegamenti elettrici non sono esattamente conservati in un ambiente incontaminato o trattati con delicatezza", afferma .

“Tuttavia vogliamo sapere che alla fine della notte, quando colleghiamo il veicolo elettrico che abbiamo appena ricoperto di sale o fango al connettore che abbiamo lasciato nel nostro garage umido, la nostra batteria si caricherà con la stessa efficienza di quando l’abbiamo acquistata. Sfortunatamente, anche il processo di collegamento dell’auto deteriora i collegamenti elettrici. Immaginate cosa devono attraversare i collegamenti elettrici di una turbina eolica, peggio ancora una che si trova vicino all’acqua salata”.