Для открытия новых наноструктурных материалов использовали генетические алгоритмы

Исследователи из Columbia Engineering во главе с профессорами Венкатом Венкатасубраманьяном и Санатом Кумаром разработали новый подход к проектированию инновационных наноструктурных материалов с использованием генетических алгоритмов.

Исследование, опубликованное в издании Proceedings of the National Academy of Sciences, впервые показало применение методологии к разработке самосборных наноструктур, а также выявило потенциал машинного обучения и подходов «массивов данных».

«Наша структура способна помочь ускорить процесс открытия материалов», сообщил Венкатасубраманьян. „В некотором смысле, мы усилили то, как природа открывает новые материалы — Дарвиновскую модель эволюции — комбинируя ее с методами вычисления. Это — Дарвин на стероидах“.

С помощью специально разработанного генетического алгоритма исследователи создали частицы с привитой ДНК, которые самостоятельно собирались в желаемые кристаллические структуры. Метод исследования в данном случае был обратным. В обычном исследовании коллоидным частицам с привитой однонитевой ДНК позволяли собираться в кристаллические структуры, которые затем исследовались.

«Хотя этот подход полезен для опытного понимания факторов, которые управляют процессом сборки», отметил Кумар, „он не дает нам возможности априори проектировать сборку этих материалов в желаемые структуры. Наше исследование адресовано проблеме проектирования и представляет эволюционный оптимизационный подход, способный не только воспроизводить диаграмму, детализирующую области с известными кристаллами, но также и объяснить ранее незнакомые структуры“.

29.10.2013