Svet moderných technológií stojí pred neustálou výzvou, ako zrýchliť a zefektívniť výrobu hardvéru. Súčasné metódy vývoja nových polovodičov sú však extrémne zdĺhavé a finančne náročné.

Ako však informoval technologický portál Tech Xplore, medzinárodný tím vedcov našiel revolučné riešenie. Vyvinuli pokročilú platformu umelej inteligencie, ktorá funguje ako inteligentný vyhľadávač nových materiálov pre mikročipy.

Tento prelomový systém dokáže dramaticky skrátiť čas potrebný na objavovanie nových polovodičových zlúčenín. Namiesto mesiacov či rokov simulácií v laboratóriách dokáže AI navrhnúť ideálne chemické zloženie v priebehu okamihu.

Za výskumom stojí Flindersova univerzita v Austrálii v úzkej spolupráci s univerzitou Khalifa v Spojených arabských emirátoch. Ich cieľom bolo prelomiť limity pri hľadaní materiálov pre novú generáciu čipov.

Prečo je hľadanie nových polovodičov taký problém?

Tradičný výskum v oblasti materiálovej vedy pripomína hľadanie ihly v kope sena. Existujú totiž doslova milióny možných chemických kombinácií, ktoré by teoreticky mohli fungovať ako polovodiče.

Testovanie každej jednej z nich v reálnom laboratóriu alebo prostredníctvom zložitých počítačových modelov je prakticky nemožné. Práve tu prichádza na scénu inteligentný algoritmus, ktorý celý proces digitalizuje.

„Namiesto náhodného hľadania sa naša AI naučila skryté chemické pravidlá, ktoré riadia správanie materiálov,“ vysvetľuje docent Vi-Khanh Truong, vedúci autor štúdie. Na základe týchto pravidiel potom model predpovedá úplne nové zloženia s presne definovanými vlastnosťami.

Sila ukrytá v gáliu

Výskum sa zameral primárne na gálium, ktoré patrí medzi kritické suroviny s obrovským potenciálom pre modernú elektroniku. Už dnes sa zlúčeniny gália bežne využívajú v mikrovlnných, vysokorýchlostných a infračervených obvodoch.

Nový model umelej inteligencie bol natrénovaný na obrovskej databáze tisícov známych polovodičových materiálov. Vďaka Bayesovskej optimalizácii, čo je pokročilá forma inteligentného rozhodovania, dokáže efektívne filtrovať chemicky nemožné kombinácie.

Systém tak negeneruje len náhodné vzorce, ale overuje, či sú navrhnuté materiály stabilné a fyzikálne reálne. To výrazne znižuje riziko slepých uličiek a urýchľuje cestu k reálnemu testovaniu v praxi.

Technologický prínos pre smartfóny aj solárne panely

Jednou z kľúčových vlastností, na ktoré sa výskumníci zamerali, je takzvaný zakázaný pás (band gap). Táto fyzikálna vlastnosť určuje, ako polovodič reaguje na elektrický prúd a svetlo.

Rôzne technológie totiž vyžadujú odlišné hodnoty zakázaného pásu pre správne fungovanie. Kým menšie hodnoty sú ideálne pre solárne panely, stredné hodnoty nachádzajú uplatnenie v LED diódach.

Najväčšie hodnoty sú zasa kritické pre vysokovýkonnú elektroniku a systémy odolné voči radiácii. Vďaka novej AI dokážu inžinieri navrhnúť čip presne na mieru pre akékoľvek z týchto využití.

Názor redakcie: Čo to znamená pre Európu a Slovensko?

Tento objav prichádza v čase, kedy Európska únia masívne investuje do vlastnej polovodičovej sebestačnosti prostredníctvom Európskeho aktu o čipoch. Skrátenie vývoja nových technológií pomocou AI môže pomôcť aj európskym výskumným centrám udržať krok s globálnou konkurenciou.

Hoci je táto technológia zatiaľ vo fáze akademického výskumu, jej integrácia do priemyslu môže prísť rýchlo. Umelá inteligencia opäť dokazuje, že nie je len nástrojom na generovanie textov, ale skutočným motorom vedeckého pokroku.

Čítajte viac z kategórie: Umelá inteligencia / AI