Центр палладиевых технологий «Норникеля» с опорой на искусственный интеллект разрабатывает новые материалы, не дожидаясь их поступления в лабораторию. Китайским партнерам компания адресует предложение вместе выводить подобные материалы в серийное производство.
Екатерина Королева
Источник фото: пресс-служба ПАО «ГМК «Норильский никель»
На III Форуме по инновационному применению МПГ в Шанхае «Норникель» рассказал китайским компаниям, университетам и создателям ИИ о научном потенциале своего Центра палладиевых технологий. Этот центр базируется в Москве, а его инструмент — искусственный интеллект, с помощью которого создаются материалы с палладием для микроэлектроники, солнечной энергетики и стекольного производства. Зарубежным коллегам из Китая предлагается совместно тестировать и внедрять подобные разработки.
От метода проб и ошибок к генеративному ИИ
Прежде поиск материала был медленным процессом: специалисты двигались методом проб и ошибок, ежегодно проверяя порядка 50 вариантов, а большинство возможных составов так и оставалось без внимания. Отдельное открытие могло потребовать десятилетий. Ситуацию изменил Центр палладиевых технологий: за цикл длиной в месяц генеративный ИИ формирует и анализирует до 10 000 структур-кандидатов, а отбор ведет по стабильности и свойствам. Это в 200 раз превышает объем, который команда осилила бы вручную за год, и происходит в двенадцать раз быстрее. Еще до синтеза слабые варианты отбраковываются, в лабораторию направляются лишь самые перспективные, причем модели выявляют составы, ускользнувшие бы от ручного поиска.
Ускорение разработки под конкретную задачу
Тот же метод ускоряет разработку. Раньше на подбор подходящего состава и технологии уходили десятки итераций, год работы и значительный объем драгоценных металлов. Сейчас прогнозные модели просчитывают оптимальный состав во всем выбранном химическом пространстве, а настройка под новую задачу отнимает порядка месяца.
Три приоритетные сферы применения палладия
Наиболее перспективными с точки зрения потенциального спроса сегодня считаются три сферы применения палладия.
Стекольное производство. В производстве стекловолокна применяются фильерные питатели, эксплуатируемые при экстремальных температурах и традиционно изготавливаемые из платиновых сплавов. Модели «Норникеля» подобрали сплавы с максимально возможной долей палладия, не уступающие платиновым эталонам, — и детали заметно подешевели. Сейчас эти сплавы проходят масштабные промышленные испытания у китайских изготовителей.
Солнечная энергетика. Центр оптимизировал размер и концентрацию добавки палладия в перовскитных элементах. Ожидается, что такая технология станет полноценным конкурентом кремниевой. Добавка повышает КПД элементов на два процентных пункта: та же станция вырабатывает больше электроэнергии и окупается быстрее. Промышленные испытания в Китае добавка уже прошла.
Микроэлектроника. Устройства продолжают уменьшаться, а медь и золото теряют проводимость в слоях тоньше 10 нанометров. Генеративный ИИ выявил перспективные палладиевые структуры для устройств следующего поколения, включая межсоединения и оборудование 6G, и работа перешла в стадию опытной разработки.
Комментарий эксперта: проектирование материала до первого эксперимента
Дмитрий Изотов, директор Центра палладиевых технологий «Норникеля», прокомментировал: «Генеративный ИИ уже изменил то, как открывают лекарства. Следующие на очереди — неорганические материалы. Теперь мы можем спроектировать материал под свойства, которые нужны отрасли, еще до первого эксперимента и отправить в лабораторию только лучших кандидатов. Для партнеров это означает меньше циклов доработки и материалы, которые делают ровно то, что требуется их продукту. Если у китайской компании есть идея на ранней стадии, мы можем быстро оценить ее потенциал и помочь довести ее до результата».
Дмитрий Изотов выступает на Форуме по инновационному применению МПГ
Замкнуть контур между расчетом и экспериментом
Дальше предстоит замкнуть контур между расчетами и экспериментом. Опираясь на лабораторные данные, ИИ будет предлагать методики синтеза и уточнять их по итогам каждого опыта. На более далеком горизонте центр рассчитывает построить автоматизированную лабораторию, где ИИ и роботы станут круглосуточно действовать как единая система. Задача «Норникеля» — укладывать путь от идеи нового материала до первого промышленного применения в два года.
Место центра в инновационной стратегии компании
Центр палладиевых технологий входит в системную работу «Норникеля» по превращению исследований в продукты. Инновационная деятельность компании разворачивается по трем линиям: рост эффективности бизнеса за счет цифровых инструментов и ИИ, улучшение экологических показателей и выпуск новых высокотехнологичных продуктов из собственных металлов. ИИ уже задействован и в производстве — от геологоразведки до выплавки металлов.
Центр палладиевых технологий учрежден в 2023 году. В его портфеле свыше 30 проектов по суперсплавам, катализаторам и функциональным материалам, а к 2030 году он намерен создать 100 новых материалов на основе палладия. Под каждый проект привлекается сильнейшая внешняя исследовательская команда, параллельно центр наращивает и собственные компетенции. Сегодня он взаимодействует более чем с 25 научными коллективами по всей России. Лаборатория центра в московском инновационном кластере — первая в мире, полностью специализирующаяся на палладии. Она обеспечивает полный цикл создания материала, от формирования гипотезы и синтеза до инструментальной аналитики и испытаний, и служит базой для обучения моделей ИИ, работающих с неорганическими материалами.
Контекст форума и позиция CPMIC
Ежегодный Форум по инновационному применению МПГ в этом году проходил в рамках Форума развития индустрии драгоценных металлов Китая в Шанхае, организатор — Китайская национальная ассоциация по переработке вторичных ресурсов (CPMIC).
Бянь Цзян, заместитель председателя CPMIC: «Значение достижений в области исследований и разработок палладия выходит за рамки отдельного региона и сиюминутной выгоды. Эти достижения критически важны для надежности поставок и зеленого перехода во всей мировой цепочке создания стоимости драгоценных металлов и закладывают стратегическую основу для следующего этапа развития отрасли. Только если технологические прорывы станут двигателем совместной разработки стандартов и отраслевого сотрудничества, мы сможем построить более стабильное и устойчивое будущее для мировой индустрии драгоценных металлов».
Первая в мире лаборатория, где ИИ проектирует материалы будущего, — уже работает у «Норникеля». Узнайте подробнее по ссылке.
