11月6日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所能源研究技術(shù)平臺研究員靳艷團(tuán)隊(duì)開發(fā)的“CataAI表征專家系統(tǒng)”在2024科學(xué)智能峰會(huì)上正式發(fā)布，會(huì)上，靳艷詳細(xì)介紹了該系統(tǒng)及其開發(fā)過程。“CataAI表征專家系統(tǒng)”是由大連化物所獨(dú)立研發(fā)的能源催化材料表征數(shù)據(jù)智能分析系統(tǒng)，可智能化分析源于電子顯微鏡、紅外光譜、質(zhì)譜、X射線衍射等的多維度、多模態(tài)的能源催化材料表征數(shù)據(jù)。
“CataAI表征專家系統(tǒng)”簡介
近年來，人工智能技術(shù)驅(qū)動(dòng)已成為材料研究領(lǐng)域的新范式。人工智能技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了新材料的高通量合成，但同時(shí)，也產(chǎn)生了大量的表征數(shù)據(jù)，高效分析表征數(shù)據(jù)成為影響材料研發(fā)的關(guān)鍵步驟。
針對表征數(shù)據(jù)量大、多維數(shù)據(jù)交叉、數(shù)據(jù)間互譯和耦合難等問題，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了“CataAI表征專家系統(tǒng)”，在表征數(shù)據(jù)中的圖像和譜圖的智能處理方面取得系列進(jìn)展：建立了雙階段神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，對圖像中的顆粒目標(biāo)進(jìn)行檢測和識別，利用損失函數(shù)確定最優(yōu)目標(biāo)框并送入分割模型進(jìn)行像素分類，最終得到了精確的顆粒邊界信息，實(shí)現(xiàn)催化劑材料中納米粒子、團(tuán)簇和單原子等復(fù)雜信息的精準(zhǔn)分析；針對特定反應(yīng)過程設(shè)計(jì)了可解釋的紅外光譜數(shù)據(jù)預(yù)處理模型，包括去基線、擬合分峰等，通過數(shù)據(jù)特征提取、深度學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)了原位光譜中催化反應(yīng)過程下材料表面官能團(tuán)物種的實(shí)時(shí)、智能的識別和分析；通過自建數(shù)據(jù)庫和新算法，實(shí)現(xiàn)了從質(zhì)譜圖到分子結(jié)構(gòu)推薦；構(gòu)建了數(shù)據(jù)管理、分類儲存、圖譜數(shù)據(jù)的特征參數(shù)智能提取等功能。
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發(fā)布現(xiàn)場
“CataAI表征專家系統(tǒng)”將作為首個(gè)案例應(yīng)用在DICP AI Lab上。DICP AI Lab是大連化物所與北京深勢科技有限公司合作共同打造的“大連化物所專屬AI生態(tài)圈”，旨在為大連化物所AI相關(guān)研究提供實(shí)踐與共享生態(tài)環(huán)境。
此外，大連化物所將進(jìn)一步建設(shè)智能化的表征實(shí)驗(yàn)室，“CataAI表征專家系統(tǒng)”有望作為智能表征實(shí)驗(yàn)室的智慧大腦，為能源催化研究提供高水平技術(shù)支持，推動(dòng)能源催化領(lǐng)域的創(chuàng)新和進(jìn)步。
上述工作得到了榆林中科潔凈能源創(chuàng)新研究院人工智能科技專項(xiàng)等項(xiàng)目的支持。
