研究员能源部橡树岭国家实验室的显微镜来驱动教学与直观的发现算法,开发实验室的纳米材料科学中心,能够指导能源新材料技术取得突破性进展,传感和计算。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
“有很多潜在的材料,其中一些与传统的工具,我们不能学习需要欧洲杯足球竞彩更多的效率和系统的设计和合成方法,”表示格言Ziatdinov ORNL的计算科学与工程部门和CNMS。欧洲杯线上买球“我们可以使用智能自动化访问未知的材料以及创建一个可共享的,可再生的路径发现没有以前是不可能的。”欧洲杯足球竞彩
方法,发表在自然机器智能机器学习,结合物理和自动显微镜实验旨在研究材料在纳米尺度上的功能性质。欧洲杯足球竞彩
功能材料是回应刺激热能欧洲杯足球竞彩或电能和工程支持等日常和新兴技术,从计算机和太阳能电池到人造肌肉和形状记忆材料。他们独特的性质与原子结构和微观结构与先进的显微镜可以观察到。然而,挑战是开发有效的方法来定位感兴趣的区域,这些属性出现,可以调查。
扫描探针显微镜是一个重要的工具,探索功能材料的组织性能之间的关系。欧洲杯足球竞彩仪器扫描的表面材料和一个自动鲜明的探针在纳米尺度,绘制出结构;欧洲杯足球竞彩十亿分之一米的长度。他们还可以检测反应的刺激,提供洞察极化切换的基本机制,电化学反应活性,塑性变形或量子现象。
今天的显微镜可以执行一个纳米方格网的逐点扫描,可以刻意放缓,但是这个过程测量收集天一个材料。
“有趣的物理现象往往只表现在少量的空间位置和相关具体但未知的结构元素。虽然我们通常有一个想法是什么物理现象的特征,我们的目标是发现,确定这些地区感兴趣的效率是一个重要的瓶颈,“说前ORNL CNMS科学家和作者谢尔盖•卡里宁诺克斯维尔的田纳西大学的现在。“我们的目标是教显微镜积极寻求与有趣的物理区域,在某种程度上比执行一个网格搜索更有效。”
科学家们转向机器学习和人工智能来克服这一挑战,但是传统的算法要求大,human-coded数据集,不得节省时间。
智能自动化方法,ORNL工作流包含人性化物理推理到机器学习方法和使用非常小的数据集;从不到1%的样本,获得的图像;作为一个起点。算法选择的兴趣点是基于它在实验和学习知识之外的实验。
作为一个概念验证,一个工作流使用扫描探针显微镜和演示了应用于研究铁电材料。欧洲杯足球竞彩铁电体是功能材料与reorientable表面电荷,可以用于欧洲杯足球竞彩计算、驱动和传感应用。科学家感兴趣的理解之间的联系的能量或信息这些材料可以存储和本地管理这个属性域结构。欧洲杯足球竞彩自动实验发现了特定的拓扑缺陷对这些参数进行了优化。
“外卖是工作流应用于材料系统研究社区和熟悉了基本的发现,不是之前所知,很快,;在这种情况下,在几小时内,“Ziatdinov说。
结果快- - - - - -;由数量级;比传统的工作流,在智能自动化代表了一个新的方向。
“我们想离开培训电脑专门从先前的实验数据,而是教电脑想研究人员和学习动态,“Ziatdinov说。“我们的方法是人类直觉和灵感来自认识到很多材料发现了通过反复试验研究人员依靠他们的专业知识和经验来猜去哪里看。”
ORNL的Yongtao刘负责的技术挑战算法运行在一个操作显微镜CNMS。“这不是一个现成的能力,很多工作进入连接的硬件和软件,”刘说。“我们专注于扫描探针显微镜,但设置可以应用于其他实验成像和光谱分析方法可以更广泛的用户群体。”
《华尔街日报》的文章发表“实验发现在铁电材料组织性能的关系通过主动学习。”欧洲杯足球竞彩
支持的工作是CNMS,能源部科学办公室用户设备,和3 d铁电微电子中心,是一个能源前沿研究中心由宾夕法尼亚州立大学和美国能欧洲杯线上买球源部科学办公室支持的。
UT-Battelle管理ORNL能源部科学办公室,最大的支持者物理科学的基础研究在美国。欧洲杯线上买球科学的办公室正在努力解决一些欧洲杯线上买球最紧迫的挑战我们的时间。
来源:https://www.energy.gov/欧洲杯线上买球science/office-science