缓解电池供应紧张难题！斯坦福IBM用AI勘探研发新材料智东西（公众号：zhidxcom）编译

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智东西（公众号：zhidxcom）
编译|高歌
编辑|云鹏
智东西3月5日消息， IBM、矿业勘探初创公司KoBoldMetals和斯坦福大学正在利用AI技术来搜寻新的电池材料，它们的研究可以使电池的材料和矿物开采环节更加环保。
有学者预计， 2050年电动汽车将会达到20亿辆，将消耗大量锂、钴等金属用作电池材料，也会产生一系列环境问题。
为此KoBoldMetals公司正在联合斯坦福大学开发一种AI智能体技术，以此搜寻那些开采时对环境影响最小的金属矿脉，有可能提高20倍的勘探效率。 IBM则使用现有电解质材料数据训练AI ，使AI可以设计出较为环保的分子电解质材料。
IBMAI技术链接：https://www.ibm.com/blogs/research/2021/03/ibm-molecule-generation-experience/

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一、用AI加速勘探，应对金属需求急剧扩张
KoBoldMetals与斯坦福大学地球资源预测中心合作开发了一个AI智能体，这项技术可以帮助勘探者决定工作的地点与方式。
双方一起完善了AI智能体的顺序决策算法，来确定勘探者下一步应如何收集数据，如在现场上空驾驶飞机、收集钻探样本等。
斯坦福大学地质学家JefCaers教授称， AI智能体可以加快勘探决策过程，使勘探者能够一次评估多个地点。
他将该技术比作自动驾驶汽车，该车辆不仅可以收集、处理周围环境数据，还能根据环境数据采取行动，进行导航或改变车辆行驶速度。
而KoBoldMetals的AI智能体技术，可以通过分析土壤样品、卫星的高光谱成像、历史中存留的手写钻探报告等数据，应用机器学习方法来预测矿体成分异常的位置。

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AI可视化描绘了井眼电磁模型的预测图，左图为真实值，右图为预测值（来源：KoBoldMetals）
KoBoldMetals联合创始人兼CEO库尔特·豪斯（KurtHouse）称，当地下的各种矿藏都被发现时，人们意识到需要大规模改变当前能源种类，这种改变需要用到更多的金属矿物。
KoBoldMetals主要寻找铜、钴、镍和锂等矿物，而这些金属是电动汽车、太阳能板、智能手机等设备电池的关键材料。
根据《自然》12月份的一篇论文，全球电动汽车的数量在2019年为750万辆，随着各国减少温室气体排放的努力， 2050年这个数字可能会变成20亿辆。
该论文的作者称，为这些车辆提供动力每年需要12太瓦（10^12瓦）时的电量，大约为当前美国年发电总量的10倍，这意味着金属供应链将急剧扩张。
二、AI智能体速度超人类20倍，降低勘探成本
JefCaers说：“如果我们现在想要减轻温室效应并摆脱化石燃料，我们需要在几年内制造更多的电池，不能再等待10-20年来期待发现更多的金属矿物。 ”
当前几乎所有的锂离子电池都使用钴，这种金属的主要供应地是刚果民主共和国，那里的成年人和儿童经常需要冒着生命危险进行开采。
铜也是一种重要的材料，但是铜开采的过程中需要大量的水资源，而目前大部分的铜矿都来自智利阿塔卡马沙漠附近的缺水地区。
在这种情况下，矿业公司很难在扩大开采的同时，不对当地的生态环境和人民生活造成破坏。

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KurtHouse在项目现场（来源：KoBoldMetals）
KurtHouse称，如果想要减少开采对环境的影响，通常需要多次地址考察，以寻找优质的矿脉，而该AI智能体可以减少考察时间与成本。
这些步骤之前对于勘探公司来说成本较高，风险较大，所以公司经常为了避免浪费资源而行动缓慢。
而AI智能体做出这种决策的速度大概比人类快20倍，还能减少矿物勘探中的误报频率。 JefCaers认为，这在地质科学中是一个全新的领域。
受比尔·盖茨领导的BreakthroughEnergyVentures基金支持， KoBoldMetals已经在澳大利亚、北美和撒哈拉以南非洲等三处地点进行了勘测，预计今年将收集到这三处地点的现场数据，这些数据也将首次证实AI智能体判断的准确程度。
三、IBM训练AI ，设计新分子材料代替钴、锂成分
IBM研究人员也在寻找电池中钴、锂等成分的代替成分，以设计符合可持续理念的电池。
其研究团队正在使用AI技术，来识别并测试比当前锂离子电池更加安全和高效的电解质。