La inteligencia artificial acelera el descubrimiento de nuevos materiales

La inteligencia artificial puede contribuir enormemente al descubrimiento de nuevos materiales, reduciendo de décadas a solo unos años el tiempo necesario para llevar un nuevo material del laboratorio al mercado. Este es el objetivo de Genmat, el nuevo proyecto europeo coordinado por el Politécnico de Turín que busca revolucionar el desarrollo de materiales gracias a la inteligencia artificial.

Financiado en el marco de la convocatoria europea “AI Foundation models in science”, Genmat reúne a un consorcio de 14 socios entre universidades, empresas y organizaciones expertas en la ética de la IA. El proyecto tendrá una duración de tres años y tiene como objetivo desarrollar un innovador modelo fundacional (foundation model) dedicado a la ciencia de los materiales.

“Genmat desarrollará un sistema único capaz de trabajar en múltiples frentes. Este modelo integrará datos científicos de diversa naturaleza, desde la química atómica hasta las imágenes microscópicas, pasando por los datos procedentes de sensores, para dar soporte a todo el ciclo de vida de los materiales, desde el diseño y la producción hasta su uso”, ha explicado el Politécnico de Turín en un comunicado. El elemento innovador es su capacidad para conectar información a múltiples escalas, desde los átomos y las moléculas hasta los polímeros y los materiales compuestos, permitiendo obtener resultados científicamente coherentes y físicamente plausibles, y superando las limitaciones de las herramientas actuales de inteligencia artificial generativa.

El desarrollo de nuevos materiales es crucial para la competitividad y la seguridad económica de la Unión Europea, con aplicaciones estratégicas en sectores como la energía, la movilidad, la construcción, la sanidad y la electrónica. “En este contexto, Genmat se centrará en cuatro áreas de aplicación, que van desde los materiales compuestos avanzados con propiedades mecánicas y eléctricas específicas, por ejemplo, para el sector aeroespacial, hasta materiales innovadores que promueven la economía circular, como los polímeros reciclables de nueva generación”, añade el comunicado.

“Como coordinador del proyecto Genmat, aporto a esta iniciativa la experiencia adquirida en el grupo de investigación Mechanics of Advanced Materials, coordinado por el profesor Davide Paolino, que lleva años trabajando en el campo de los materiales compuestos avanzados e inteligentes. Las competencias desarrolladas en la mecánica de los materiales compuestos, en la producción e integración de sensores en materiales avanzados, en el desarrollo de materiales multifuncionales para la monitorización estructural, en la modelización numérica multiescala y basada en la inteligencia artificial, y en las pruebas avanzadas nos permiten contribuir al desarrollo de un foundation model capaz de sistematizar datos, conocimientos físicos, años de experiencia experimental y requisitos de aplicación reales”, ha destacado Raffaele Ciardiello, profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial-Dimeas del Politécnico de Turín.

El proyecto abordará también el desarrollo de revestimientos más sostenibles y libres de Pfas, sustancias conocidas como “contaminantes eternos” por su persistencia en el medioambiente, y de sistemas inteligentes para monitorizar el estado de las estructuras compuestas, mejorando su seguridad y durabilidad.

Una de las principales ventajas esperadas, como ya se ha mencionado, es la considerable reducción de los tiempos y costes de desarrollo. Actualmente, el diseño de un nuevo material suele requerir años de pruebas y cientos de intentos; gracias a la inteligencia artificial desarrollada en Genmat, será posible identificar un número limitado de soluciones prometedoras desde las primeras fases, acelerando significativamente el proceso de innovación.