في خطوة قد تعيد رسم خريطة التصنيع العالمي، وتسرع التحول نحو الطاقة النظيفة، نجح باحثون من جامعة نيو هامبشاير في تسخير قوة الذكاء الاصطناعي لتحقيق اختراق غير مسبوق في علم المواد، حيث تم اكتشاف 25 مركباً مغناطيسياً جديداً يمكنها أن تحل محل «العناصر الأرضية النادرة» المكلفة والمثيرة للجدل.

جاء هذا الإنجاز كجزء من تطوير «قاعدة بيانات مواد الشمال الشرقي»، وهي بنك معلومات هائل يضم الآن 67573 مادة مغناطيسية، تم تجميعها وتحليلها بواسطة نظام ذكاء اصطناعي متقدم. وكان اكتشاف مواد مغناطيسية جديدة يمثل تحدياً ضخماً، فالعلماء يعرفون بوجود ملايين التركيبات الكيميائية الممكنة، لكن اختبارها جميعاً في المختبر يستغرق سنوات طويلة وجهداً مكلفاً للغاية. هنا تدخل الذكاء الاصطناعي ليؤدي دور «المختبر الافتراضي» فائق السرعة.

قام الباحثون، بقيادة سومان إيتاني، ببناء نموذج لغوي واسع النطاق قادر على قراءة وتحليل الآلاف من الأوراق العلمية والبحوث المنشورة. هذا النظام تمكن من استخلاص التفاصيل التجريبية الرئيسية المتعلقة بخصائص كل مادة، وتم تغذية هذه البيانات المنظمة إلى نماذج كمبيوترية متقدمة. هذه النماذج قامت بتحديد الخصائص المغناطيسية للمواد، والأهم من ذلك تحديد درجة حرارة كوري، وهي درجة الحرارة التي تفقد عندها المادة مغناطيسيتها.

مغناطيسات مستدامة

تمكن النظام من تحديد 25 مركباً مغناطيسياً لم يتم التعرف عليها سابقاً، وتتميز بقدرتها على الاحتفاظ بمغناطيسيتها حتى في درجات الحرارة العالية التي تتطلبها محركات السيارات الكهربائية وأنظمة الطاقة الحديثة.

تعتمد التكنولوجيا التي تشغل عالمنا اليوم من الهواتف الذكية إلى الأجهزة الطبية ومولدات الطاقة والمركبات الكهربائية على المغناطيسات الدائمة، إلا أن هذه المغناطيسات تعتمد بشكل كبير على «العناصر الأرضية النادرة»، وهي معادن باهظة الثمن، ومستوردة، وغالباً ما تتسبب في مشكلات جيوسياسية وبيئية في سلاسل إمدادها.

وفقاً لسومان إيتاني، المؤلف الرئيسي وطالب الدكتوراه في الفيزياء: «من خلال تسريع اكتشاف المواد المغناطيسية المستدامة، يمكننا تقليل الاعتماد على العناصر الأرضية النادرة، وخفض تكلفة المركبات الكهربائية وأنظمة الطاقة المتجددة، وتعزيز قاعدة التصنيع في الولايات المتحدة».

يُعتقد أن هذه المغناطيسات الجديدة ستشكل بديلاً مستداماً وفعالاً، ما يسهم بشكل مباشر في خفض تكلفة المنتجات القائمة على التقنيات الخضراء، وبالتالي تسريع تبنيها عالمياً.