論文の概要: Adaptive AI-Driven Material Synthesis: Towards Autonomous 2D Materials Growth

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.10885v2
• Date: Mon, 18 Nov 2024 06:57:23 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-19 14:26:15.127434
• Title: Adaptive AI-Driven Material Synthesis: Towards Autonomous 2D Materials Growth
• Title（参考訳）: 適応型AI駆動型材料合成 : 自律的な2次元材料成長を目指して
• Authors: Leonardo Sabattini, Annalisa Coriolano, Corneel Casert, Stiven Forti, Edward S. Barnard, Fabio Beltram, Massimiliano Pontil, Stephen Whitelam, Camilla Coletti, Antonio Rossi,
• Abstract要約: 本研究では,進化的手法で学習したニューラルネットワーク(ANN)を用いた自律材料合成の最前線について検討する。 我々のアプローチは、ニューラルネットワークがグラフェンの効率的な成長のための時間依存プロトコルを反復的かつ自律的に学習できることを示します。 この研究は材料工学の分野に大きく貢献し、合成プロセスにおける革新と効率の新しい時代を育む。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 17.92848271095797
• License:
• Abstract: Two-dimensional (2D) materials are poised to revolutionize current solid-state technology with their extraordinary properties. Yet, the primary challenge remains their scalable production. While there have been significant advancements, much of the scientific progress has depended on the exfoliation of materials, a method that poses severe challenges for large-scale applications. With the advent of artificial intelligence (AI) in materials science, innovative synthesis methodologies are now on the horizon. This study explores the forefront of autonomous materials synthesis using an artificial neural network (ANN) trained by evolutionary methods, focusing on the efficient production of graphene. Our approach demonstrates that a neural network can iteratively and autonomously learn a time-dependent protocol for the efficient growth of graphene, without requiring pretraining on what constitutes an effective recipe. Evaluation criteria are based on the proximity of the Raman signature to that of monolayer graphene: higher scores are granted to outcomes whose spectrum more closely resembles that of an ideal continuous monolayer structure. This feedback mechanism allows for iterative refinement of the ANN's time-dependent synthesis protocols, progressively improving sample quality. Through the advancement and application of AI methodologies, this work makes a substantial contribution to the field of materials engineering, fostering a new era of innovation and efficiency in the synthesis process.
• Abstract（参考訳）: 2次元(2D)材料は、現在の固体技術にその異常な性質で革命を起こすことができる。 しかし、最大の課題は、彼らのスケーラブルな生産です。 顕著な進歩はあったが、科学的な進歩の多くは材料の剥離に依存しており、これは大規模な応用に深刻な課題をもたらす方法である。 材料科学における人工知能(AI)の出現に伴い、革新的な合成手法が現在地平線上にある。 本研究では, 進化的手法で学習した人工ニューラルネットワーク(ANN)を用いて, グラフェンの効率的な生産に焦点をあてて, 自律材料合成の最前線について検討する。 我々のアプローチは、ニューラルネットワークが効果的なレシピを構成するものを事前訓練することなく、グラフェンの効率的な成長のための時間依存プロトコルを反復的かつ自律的に学習できることを示します。 評価基準はラマン符号と単層グラフェンとの近接に基づいており、スペクトルが理想的な連続単層構造とよりよく似ている結果に対して高いスコアが与えられる。 このフィードバック機構は、ANNの時間依存合成プロトコルを反復的に改良し、サンプルの品質を徐々に改善する。 この研究は、AI方法論の進歩と応用を通じて、材料工学の分野に多大な貢献をし、合成プロセスにおける革新と効率の新しい時代を育む。

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