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麻省理工学院的工程师使用旧的计算数据作为基

发布时间:2019-06-18

  用于预测从给定顾客喜欢的书籍到未知蛋白质功能的所有内容的计算技术现在正被麻省理工学院的工程师和同事用于寻找新材料。

  该团队的最终目标是:一个公共在线数据库,可以帮助设计几乎所有应用的材料,从纳米结构计算机组件到飞机的超轻高强度合金。

  该技术称为数据挖掘,使用统计和相关性来搜索大型数据集中的模式。然后可以使用这些模式来预测未知。“例如,踪客户过去的购买情况,然后使用数据挖掘来根据这些购买情况建议客户可能喜欢的其他书籍,”材料科学与工程系研究员Dane Morgan说。 DMSE)。

  该技术还具有科学应用。Morgan说,应用于含有“基本上所有已知的蛋白质结构数据”的蛋白质数据库,数据挖掘“帮助研究人员探索其他蛋白质的结构,性质和功能”。2018伯乐相马经彩图

  现在,Morgan及其同事已经证明数据挖掘也可以使新材料的搜索更容易。他们在物理评论快报最近的一篇论文中描述了他们的工作。

  纵观历史,科学家们通过实验创造出具有新颖特征的新材料,基本上将现有材料融合在一起,然后精心刻画所得产品的结构。“任何材料的行为都来自其结构,”摩根指出。

  借助最先进的计算技术或从头算方法,工程师现在可以对潜在材料进行虚拟筛选。计算机根据量子力学的基本方程预测给定混合物可能具有的结构和性质。Ceder的计算材料科学实验室专门从事从头计算。

  然而,即使是这些虚拟放映也可能耗时且昂贵,因为“对于任何给定的材料,仍有许多可能的结构,计算机探索它们是不切实际的,”摩根说。

  他说,对于给定的材料混合物,新的MIT技术“在数千种不同的可能结构之间建立模式”。“这些模式可用于大大减少计算机必须探索的结构数量。”

  到目前为止,麻省理工学院的团队已经在相对较小的本土数据库上测试了该技术。然而,最近,他们从国家科学基金会获得资金,以生产一个公共在线数据库,“这将允许整个计算材料社区提供计算数据,”摩根说。

  该团队很高兴材料数据库将允许“回收”过去的ab initio计算机计算和实验室实验的数据。“直到现在,研究人员还没有正式使用他们较旧的计算,只需重新开始使用每种新材料,从而丢弃大量信息,”Curtarolo说。

  “就像回收旧罐子可以避免浪费一样,回收旧的计算数据的能力将避免将来浪费和无用的计算。此外,已经研究的系统的旧计算可能用于预测新系统的属性。

  “我们相信这个数据库和相关的数据挖掘工具将成为科学家研究新材料系统的标准工具,”Curtarolo总结道。

  计算材料科学实验室由能源部和麻省理工学院材料科学与工程中心通过国家科学基金会的MRSEC计划资助。此外,惠普最近向实验室捐赠了一台价值百万美元的超级计算机。

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