Menuju sel surya yang ditingkatkan dengan pembelajaran aktif

Visualisasi ruang kimia yang dieksplorasi sejauh ini. Kredit: © Kunkel / FHI

Bagaimana saya bisa mempersiapkan sesuatu yang belum saya ketahui? Ilmuwan di Fritz Haber Institute di Berlin dan Universitas Teknik Munich telah membahas masalah yang hampir filosofis ini dalam konteks pembelajaran mesin. Belajar tidak lebih dari memanfaatkan pengalaman sebelumnya. Untuk menghadapi situasi baru, seseorang harus pernah menghadapi situasi yang kira-kira serupa sebelumnya. Dalam pembelajaran mesin, ini berarti bahwa algoritme pembelajaran pasti telah diekspos ke data yang kira-kira serupa. Tapi apa yang bisa kita lakukan jika ada kemungkinan yang hampir tak terbatas untuk membuatnya tidak mungkin menghasilkan data yang mencakup semua situasi?

Masalah ini sering muncul jika menyangkut jumlah calon molekul yang tak terhingga. Semikonduktor organik memungkinkan teknologi masa depan yang penting, seperti sel surya portabel atau layar gulung. Untuk aplikasi ini, perlu ditemukan molekul organik yang lebih baik, yang menyusun bahan-bahan ini. Tugas semacam ini semakin banyak menggunakan metode pembelajaran mesin, saat melatih data dari simulasi atau eksperimen komputer. Namun, diperkirakan jumlah molekul organik kecil yang mungkin ada di urutan 1033. Jumlah kemungkinan yang sangat banyak ini membuat hampir tidak mungkin untuk menghasilkan data yang cukup untuk mencerminkan keragaman material yang begitu besar. Selain itu, banyak dari molekul ini bahkan tidak cocok untuk semikonduktor organik. Jarum pepatah pada dasarnya dicari di gudang.

Dalam karyanya baru-baru ini diterbitkan di Komunikasi tentang Alam tim di sekitar Profesor Karsten Reuter, direktur departemen teori di Fritz-Haber Institute, menangani masalah ini melalui apa yang disebut pembelajaran aktif.

Alih-alih belajar dari data yang ada, algoritme pembelajaran mesin secara berulang memutuskan sendiri data apa yang benar-benar diperlukan untuk mempelajari masalah tersebut. Para ilmuwan pertama-tama melakukan simulasi pada beberapa molekul yang lebih kecil dan memperoleh data yang terkait dengan konduktivitas listrik dari molekul tersebut, ukuran kegunaannya dalam menganalisis kemungkinan material di sel surya. Berdasarkan data ini, algoritme memutuskan apakah modifikasi kecil dari molekul ini sudah dapat menghasilkan sifat yang berguna atau tidak pasti karena kurangnya data yang serupa. Dalam kedua kasus tersebut, secara otomatis meminta simulasi baru, meningkatkan melalui data yang baru dibuat, mempertimbangkan molekul baru, dan mengulangi prosedur ini.

Dalam pekerjaan mereka, para ilmuwan menunjukkan bagaimana molekul baru dan menjanjikan dapat diidentifikasi dengan cara ini secara efisien, sementara algoritme terus menjelajahi ruang molekul yang luas, bahkan sekarang, pada saat ini. Molekul baru sedang diusulkan setiap minggu yang dapat memperkenalkan generasi sel surya berikutnya dan algoritme terus ditingkatkan.

Referensi: “Penemuan Aktif Semikonduktor Organik” oleh Christian Kunkel, Johannes T. Margraf, Ke Chen, Harald Oberhofer dan Karsten Reuter, 23 April 2021, Komunikasi tentang Alam.
DOI: 10.1038 / s41467-021-22611-4

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Alat-alat baru dibutuhkan untuk mencegah pandemi penyakit tanaman

Mengamati penyakit tanaman dapat mengungkapkan keamanan pangan. Penyakit tanaman tidak berhenti di perbatasan negara, dan kilometer lautan juga tidak mencegah penyebarannya. Itulah mengapa pengawasan...

Ilmuwan Menjelajahi Tesla Roads Jangan Ambil – Dan Temukan Kekuatan Baru Berguna dalam Penemuan Centennial

Foto eksposur ganda Nikola Tesla pada bulan Desember 1899 duduk di laboratoriumnya di Colorado Springs di sebelah kaca pembesar generator tegangan tinggi sementara mesin...

Untuk Mempercepat Akses, Mikroskopi yang Sangat Dapat Diputar Meninggalkan “Di Bawah Kisi”

Contoh desain ubin yang digunakan pada ulat percobaan C. elegans. Mesin non-grid memberi model fleksibilitas sementara untuk dengan cepat memasuki lingkungan yang menyenangkan....

Lingkar Kuno Munculnya Tektonik Lempeng Data 3,6 Miliar Tahun Lalu – Peristiwa Penting untuk Memperkaya Kehidupan Bumi

Zirkonia yang dipelajari oleh tim peneliti, difoto menggunakan katodoluminesensi, memungkinkan tim untuk melihat bagian dalam kristal menggunakan mikroskop elektron khusus. Lingkar zirkon adalah...

Bisakah kita mengurangi kecanduan opioid? [Video]

Pada 2017, jutaan orang di seluruh dunia kecanduan opioid dan 115.000 meninggal karena overdosis. Opioid adalah obat penghilang rasa sakit paling manjur yang kita miliki,...

Newsletter

Subscribe to stay updated.