Künstliche Intelligenz revolutioniert Materialdesign
Dr. Anurag Bajpai mit Humboldt-Forschungsstipendium ausgezeichnet
Dr. Anurag Bajpai wurde mit einem Forschungsstipendium der Alexander von Humboldt-Stiftung ausgezeichnet, das es ihm ermöglicht, KI-gestützte Materialwissenschaften am Max-Planck-Institut für nachhaltige Materialien (MPI-SusMat) voranzutreiben. Als neuer Leiter der Forschungsgruppe „Künstliche Intelligenz für Materialwissenschaften“ integriert er künstliche Intelligenz in jeden materialwissenschaftlichen Arbeitsschritt von der Analyse bis zur Optimierung von Werkstoffen.
„Datensätze aus Experimenten auszuwerten oder neue Materialkompositionen zu testen ist mit hohem Zeit- und Arbeitsaufwand verbunden. Legierungen müssen in verschiedener Zusammensetzung immer wieder auf Eigenschaften wie Festigkeit oder Korrosionsbeständigkeit getestet werden. Hier kann KI helfen, indem sie repetitive Aufgaben übernimmt und effizienter gestaltet“, erklärt Bajpai.
Seine Forschungsgruppe hat in diesem Feld bereits einige Erfolge erzielt: Durch KI-Modelle hat das Team Millionen von möglichen Legierungskombinationen analysiert und kann so nach gewünschten Eigenschaften filtern. Ein weiteres KI-Modell analysierte über sechs Millionen wissenschaftlicher Artikel, um zuvor verborgene Erkenntnisse freizulegen. Durch Kontextbeziehungen zwischen Legierungselementen in mehreren Artikeln ergaben sich Rückschlüsse auf Designstrategien die zuvor übersehen worden sind. Ähnlich effizient kann KI auch die Analyse experimenteller Daten gestalten. Das Team wendete ihr KI-Modell auf die Ergebnisse einer Atomsondentomographie (APT) an und erreichte eine Genauigkeit von über 98 % beim Erkennen von Kristallstrukturen. Diese anspruchsvolle Aufgabe hätte sonst eine aufwändige manuelle Analyse erfordert. So eröffnet die Gruppe neue Möglichkeiten Daten der Mikroskopie, Beugung und Spektroskopie automatisiert zu erfassen.
„Unsere langfristige Vision ist eine voll integrierte KI-Plattform, die Materialentdeckung, Zusammensetzungsoptimierung und Datenanalyse verbindet. Damit entstehen autonome Forschungssysteme, in denen die KI Daten analysiert, optimale Materialzusammensetzungen vorschlägt und aus Experimenten lernt, um Vorhersagen fortlaufend zu verbessern. Das würde Forschenden mehr Raum für kreative Entscheidungen lassen, bei denen menschliche Intuition und Fachwissen unverzichtbar sind“, so Bajpai.
Die Humboldt-Stiftung fördert wissenschaftliche Zusammenarbeit zwischen führenden internationalen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern und deutschen Forschungsinstituten. Die Stipendien richten sich an Forschende mit herausragenden Qualifikationen und eigenem Forschungsprofil. Da die Preisträger ihre deutsche Gastinstitution frei wählen können, ist diese Auszeichnung eine bedeutende Ehre sowohl für die Forschenden als auch für das gastgebende Institut.
