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이 기사는 원래 토론토 대학과 Guardian Labs What's Next?의 일부로 theguardian.com에 게시되었습니다. 토론토 캠페인에 물어보세요.

교수가 주도앨런 아스푸루-구직 , 토론토 대학의 Acceleration Consortium은 야심 찬 계획을 가지고 있습니다. 자동화에 최신 접근 방식을 채택하여 과학적 탐구에서 즉시 사용 가능한 응용 프로그램으로 이동하는 데 걸리는 시간을 획기적으로 줄이는 것입니다. Acceleration Consortium은 인공 지능(AI)과 로봇 공학을 사용하여 고급 재료 개발의 일정과 비용을 획기적으로 바꾸는 새로운 기술인 자율 주행 실험실을 설계하고 구축하는 토론토 대학의 기관 전략 이니셔티브입니다. 예를 들어, 평균 20년 1억 달러가 소요되는 검색 프로세스를 1년 100만 달러로 간소화할 수 있습니다.

Alán Aspuru-Guzik 교수 '우리는 정말 빠르게 성장하고 있습니다.' 사진: 크리스 소렌슨

이는 부분적으로 일반적인 과학적 발견 프로세스를 뒤집는 자율주행 실험실의 능력으로 인해 달성됩니다. 연구자들이 지루한 시행착오 실험을 수행하는 데 막대한 시간을 소비하는 대신, 자율 주행 실험실 기술을 통해 과학자들은 원하는 재료 특성을 사전 정의할 수 있으며 실험실에서는 컴퓨터 모델링을 사용하여 가장 적합한 분자 조합을 예측하여 자율적으로 작업할 수 있습니다. 특정 응용 프로그램. 그런 다음 로봇 실험실에서는 이러한 예측을 사용하여 원하는 특성을 자동으로 합성하고 테스트합니다. 그런 다음 이 데이터는 AI 시스템으로 다시 피드백되어 결과로부터 학습하여 새롭고 더 나은 후보자 목록을 생성할 수 있습니다. 일련의 예측, 종합 및 테스트를 거친 후 승자가 나타납니다.

토론토 대학교의 여러 연구 이니셔티브에서는 이 "자율 주행" 연구실 접근 방식을 사용하여 현재의 문제를 해결하고 미래의 문제를 앞서가는 데 필요한 기술을 추진하고 있습니다. 그중에서도 다양한 첨단 소재를 생산하기 위한 두 가지 프로젝트는 업계와 소비자 모두에게 판도를 바꾸는 혜택을 약속합니다.

Alán Aspuru-Guzik 교수 '우리는 정말 빠르게 성장하고 있습니다.' 사진: 크리스 소렌슨

“부식은 널리 퍼져 있으며, 이를 완화하고 개선하려면 캐나다 납세자들이 연간 380억 달러의 비용을 지출해야 합니다.”라고 교수는 말합니다.제이슨 해트트릭-심퍼스 , AI를 사용하여 내식성 합금을 위한 혁신적인 조합을 찾는 Build-to-Last 프로젝트를 이끌고 있습니다. "[부식으로 인한] 인적 비용은 훨씬 더 높습니다. 미시간 주 플린트의 납 문제는 그곳의 납 파이프 부식과 관련이 있으며, 부식이 [마이애미의] Surfside Condominium 붕괴에 영향을 미쳤다는 것은 거의 확실합니다."

이 프로젝트는 다양한 원소로 구성된 합금을 의미하는 새로운 "고엔트로피 재료"를 추구합니다. 이를 이해하기 위해 최초의 합금인 청동이 구리와 주석이라는 두 가지 요소로만 구성되어 있다는 점을 생각해 보십시오. 금속과 원소의 가능한 조합 수를 고려하면 잠재적으로 수십억 개의 미발견 합금이 있을 수 있습니다. 이러한 조합을 하나씩 테스트하여 구현에 따라 확장 가능한 속성과 그렇지 않은 속성을 정렬하는 것은 불가능합니다. 인간의 노동에 필요한 시간은 전혀 존재하지 않습니다. 하지만 인공지능(AI)으로 프로세스가 강화되면 그렇지 않습니다.

저는 녹색 경제를 위한 재료에 관심이 있습니다.”라고 Hattrick-Simpers는 말합니다. "내식성 합금의 잠재적인 응용 분야 중 하나는 보다 견고한 전기 접점입니다. 휴대폰, 노트북, 심지어 차량까지도 매일 밤 재충전해야 하지만 전기 연결은 정확히 깨끗한 환경에 유지되거나 부드럽게 처리되지 않습니다."라고 그는 말합니다. .

“그러나 우리는 밤이 되어 습기가 많은 차고에 남겨둔 커넥터에 방금 소금이나 진흙으로 덮은 EV를 연결하면 배터리가 구입했을 때와 동일한 효율로 충전된다는 것을 알고 싶습니다. 불행하게도 자동차를 연결하는 과정에서도 전기 연결이 저하됩니다. 풍력 터빈의 전기 연결이 어떤 과정을 거쳐야 하는지 상상해 보세요. 더 나쁜 것은 바닷물 근처의 연결입니다.”