El ChatGPT para descubrir nuevos materiales

¿Qué soluciones usaremos para construir los proyectos del mañana? Los estudios científicos señalan que todavía hay miles de millones de materiales inorgánicos por descubrir. Hasta el momento, la investigación humana aportó 20.000 nuevos productos en años de trabajo. Ahora, el uso de inteligencia artificial y robótica multiplica y acelera las posibilidades hasta alcanzar más de 2 millones de compuestos potenciales en cuestión de meses.

 

17 días para producir 41 nuevos materiales

La herramienta GNoME (redes gráficas para la exploración de materiales), promovida por Google DeepMind, recogió el testigo del Materials Project del Laboratorio de Berkeley (que en su momento ya había descubierto y mejorado 48.000 productos) y, con la ayuda de robots, tardó solo 17 días en hacer 41 nuevos materiales inorgánicos a partir de 355 experimentos.

A día de hoy ha multiplicado esta cifra por diez y alcanzó las 380.000 soluciones que ya podrían utilizarse en electrónica o energías renovables. La instalación de A-Lab, donde se crea este prodigio científico, supuso una inversión de 2 millones de dólares y tardó 18 meses en construirse. Ante estos resultados, no sorprende que la revista Nature se haya hecho eco de estos avances.

¿De qué forma perfecciona este sistema las investigaciones previas? Lo explica de manera sintética Carla Gomes, codirectora del Instituto de IA para Ciencias de la Universidad de Cornell en Ithaca (Nueva York): “esto es como el ChatGPT de la química”. A partir de unas instrucciones, los robots mezclan y calientan ingredientes sólidos en polvo y analizan el efecto del experimento. De esta forma, el proceso es prácticamente autónomo, llegando incluso a tomar decisiones para mejorar la síntesis del compuesto. Al igual que cuando conversamos con ChatGPT, aprende sobre la información que hemos compartido en ese chat, que en este caso se basa en el corpus científico.

Google DeepMind se convierte en una evolución y agiliza la aparición de soluciones diferentes gracias a la combinación de dos modelos de aprendizaje profundo. En primer término, genera más de 1.000 millones de estructuras que modifican fundamentos de algo ya conocido. Por otra parte, ignora lo preexistente y predice la estabilidad de esos nuevos elementos basándose en fórmulas químicas. Los resultados de sus estudios serán de acceso libre y compartido.

 

Posibilidades de la IA en arquitectura e interiorismo

La aplicación de este tipo de disrupciones posibilitará que empleemos más tiempo en la parte creativa de los proyectos en detrimento de la técnica, que será realizada por la inteligencia artificial generativa. Así te lo contábamos en este caso real y también lo asevera este estudio publicado por el Massachusetts Institute of Technology (MIT): la IA mejora hasta en un 40% la productividad de trabajadores con alta cualificación frente a quienes no la usan en el desarrollo habitual de sus tareas.

La búsqueda constante de materiales que no solo cumplan con requisitos estructurales, de durabilidad y de sostenibilidad, sino que también ofrezcan soluciones estéticas, encuentran en la inteligencia artificial un soporte para obtener propiedades inéditas como la ligereza extrema, la transparencia, o la capacidad de autorreparación. Estas características pueden conducir a la creación de edificios más eficientes desde el punto de vista energético, con un mejor aprovechamiento de la luz natural y una reducción significativa de los costes de mantenimiento y reparación.

Además, la capacidad de diseñar elementos con propiedades térmicas o acústicas específicas podría revolucionar el diseño de interiores, habilitando ambientes más confortables y adaptados a las necesidades de sus ocupantes. La sostenibilidad es otro aspecto crucial que estos nuevos productos podrían mejorar significativamente. Con la creciente preocupación por el cambio climático y el impacto ambiental de la construcción, la posibilidad de utilizar materiales más ecológicos y reciclables es especialmente atractiva. Esto podría conducir a una arquitectura más verde, donde los edificios no solo se integren mejor con su entorno, sino que también contribuyan activamente a la preservación del medio ambiente.

Photo credit Marilyn SargentBerkeley Lab

 

¿Un futuro 100% autónomo?

¿Qué retos tenemos por delante en la implementación de estos materiales en la práctica arquitectónica y de diseño? De inicio, comprender que la mano humana siempre será necesaria en alguna parte del proceso, por pequeña que pueda llegar a ser. También requerirá un enfoque multidisciplinar, que involucre a profesionales que aporten desde campos tan dispares como la ciencia, la arquitectura, la ingeniería o el diseño. Seguramente, los programas formativos deberán reciclarse y adaptarse para integrar habilidades que permitan manejar las herramientas y procesar la información que devuelven. Lo mismo ocurrirá con las normativas y estándares de construcción y fabricación, que velarán por la seguridad y trazabilidad de los productos resultantes.

Que vayan haciendo sitio las materiotecas, que esto avanza a gran velocidad.