Históricamente, los investigadores en el descubrimiento de materiales han ideado y probado opciones a través de una combinación de corazonadas, especulaciones informadas y prueba por error. Pero es un proceso difícil y que requiere mucho tiempo simplemente dada la amplia gama de posibles sustancias y combinaciones, que pueden enviar a los investigadores por numerosos caminos falsos.
En el caso de los ingredientes de electrolitos, “puede mezclarlos y combinarlos de miles de millones de formas”, dice Venkat Viswanathan, profesor asociado de Carnegie Mellon, coautor del artículo de Nature Communications y cofundador y científico jefe de Aionics. Colaboró con Jay Whitacre, director del Instituto Wilton E. Scott para la Innovación Energética de la universidad y co-investigador principal del proyecto, junto con otros investigadores de Carnegie para explorar cómo podrían ayudar la robótica y el aprendizaje automático.
La promesa de un sistema como Clio y Dragonfly es que puede trabajar rápidamente a través de una gama más amplia de posibilidades que los investigadores humanos y aplicar lo que aprende de manera sistemática.
Dragonfly no está equipado con información sobre química o baterías, por lo que sus sugerencias no tienen mucho sesgo más allá del hecho de que los investigadores seleccionan la primera mezcla, dice Viswanathan. A partir de ahí, pasa por una amplia variedad de combinaciones, desde leves refinamientos del original hasta sugerencias completamente innovadoras, centrándose en una combinación de ingredientes que ofrece mejores y mejores resultados frente a su objetivo programado.
En el caso de los experimentos con baterías, el equipo de Carnegie Mellon buscaba un electrolito que acelerara el tiempo de recarga de las baterías. La solución de electrolito ayuda a transportar iones, o átomos con una carga neta debido a la pérdida o ganancia de un electrón, entre los dos electrodos de una batería. Durante la descarga, los iones de litio se crean en el electrodo negativo, conocido como ánodo, y fluyen a través de la solución hacia el electrodo positivo, el cátodo, donde ganan electrones. Durante la carga, ese proceso se invierte.