L’IA et les robots forment la nouvelle équipe de rêve en matière de développement de batteries

Nov 03, 2023

gmast3r/iStock

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Dans un monde où la demande d’appareils électriques ne cesse d’augmenter, les alimentations portables sont devenues essentielles. Des véhicules électriques aux appareils Internet des objets, on pourrait affirmer que le monde moderne pourrait fonctionner sans batteries.

Malheureusement, les densités d’énergie, les temps de charge et la durée de vie des batteries les plus courantes sont limités. À cette fin, de nombreux chercheurs travaillent dur pour trouver le « Saint Graal » de la technologie des batteries : une solution bon marché, durable, durable et à forte consommation d'énergie. Ce n’est pas une tâche facile, mais certains espèrent que le recours aux robots et à l’intelligence artificielle pourrait dynamiser, pour emprunter une expression, l’ensemble du processus.

Mais d’abord, voyons pourquoi le développement de nouvelles batteries est si difficile.

Le développement de batteries est un domaine complexe avec plusieurs défis à relever. À l’heure actuelle, les principales questions tendent à inclure, sans toutefois s’y limiter :

Les innovations dans les domaines de la science des matériaux, de l’ingénierie et de la fabrication sont continuellement recherchées pour résoudre ces problèmes. À cette fin, on espère que la robotique et l’IA pourront contribuer de manière significative à accélérer ces efforts et à surmonter les défis rencontrés dans le développement des batteries.

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Pour avoir une idée de l’impact potentiel que l’IA et la robotique pourraient avoir sur l’industrie des batteries, nous disposons déjà d’un cas test de l’Université Carnegie Mellon. En septembre 2022, une équipe de chercheurs a combiné des technologies de pointe en matière d’IA et de robotique pour accélérer considérablement le processus de recherche visant à créer de nouvelles formes de meilleures batteries.

Étant donné qu’une conductivité ionique efficace est cruciale pour la conception de batteries lithium-ion, les chercheurs recherchent constamment des moyens de l’optimiser. L’équipe de Carnegie Mellon a peut-être trouvé un nouveau moyen d’accélérer considérablement ce processus.

Dans leur article publié dans Nature Communications, les chercheurs ont mis en évidence l’association réussie d’un type spécifique de robot avec un système d’apprentissage de l’IA pour développer des électrolytes liquides avancés et non aqueux.

Pour accélérer ce processus, les chercheurs ont créé un robot nommé « Clio » qui utilisait les ingrédients nécessaires pour fabriquer des échantillons d'électrolytes en fonction d'instructions.

Un ordinateur doté d'un programme d'IA d'apprentissage profond nommé « Dragonfly » a été intégré au système aux côtés de « Clio » et de capteurs d'électrolyte.

"Dragonfly" a analysé les données et proposé des suggestions d'amélioration. "Clio" a ensuite mis en œuvre ces suggestions pour créer un nouvel échantillon. Le processus a été répété pendant deux jours jusqu’à ce que la qualité de l’électrolyte s’améliore. Le duo mécanique a été arrêté une fois que les chercheurs ont estimé que les produits étaient prêts à être testés.

Au cours de l’expérience, les scientifiques ont observé que leur système d’IA couplé fonctionnait comme prévu, améliorant progressivement les échantillons d’électrolytes.

Le résultat le plus exceptionnel a donné une amélioration de 13 % par rapport aux batteries actuellement les plus performantes du marché. Les chercheurs ont désormais l'intention d'améliorer davantage les capacités de leur système à évaluer divers objectifs et à augmenter la vitesse.

Ce domaine de recherche et développement s’est déjà étendu en dehors du monde universitaire, avec des entreprises comme Chemix utilisant une approche similaire pour développer des batteries avancées pour le marché des véhicules électriques. Que ce soit par la recherche universitaire ou le développement commercial, on espère que la découverte de matériaux nouveaux et innovants pourra être accélérée grâce à l’automatisation et à l’apprentissage automatique. Cela pourrait conduire à des batteries améliorées, à des systèmes photovoltaïques plus efficaces et à d’autres progrès.

Et c'est votre sort pour aujourd'hui.

Même si le développement de nouvelles batteries est complexe et intensif, la robotique et l’intelligence artificielle pourraient accélérer ce processus pour produire de futures batteries sûres et fiables. Les travaux des chercheurs de Carnegie Mellon, entre autres, ont déjà donné des résultats intéressants, et il sera passionnant de voir ce que ce domaine embryonnaire permettra à l'avenir.