Fikiria mwanasaikolojia akiwaambia wazazi wako, siku uliyozaliwa, ungeishi muda gani.Hali kama hiyo inawezekana kwa wanakemia wa betri ambao wanatumia miundo mipya ya kukokotoa kukokotoa muda wa matumizi ya betri kulingana na mzunguko mdogo wa data ya majaribio.

Katika utafiti mpya, watafiti katika Maabara ya Kitaifa ya Idara ya Nishati ya Marekani (DOE) ya Argonne wamegeukia uwezo wa kujifunza kwa mashine ili kutabiri maisha ya anuwai ya kemia tofauti za betri.Kwa kutumia data ya majaribio iliyokusanywa huko Argonne kutoka kwa seti ya betri 300 zinazowakilisha kemia sita tofauti za betri, wanasayansi wanaweza kubainisha kwa usahihi ni muda gani betri tofauti zitaendelea kuzunguka.

Watafiti wa Argonne wametumia mifano ya kujifunza kwa mashine kufanya utabiri wa maisha ya mzunguko wa betri kwa anuwai ya kemia tofauti.(Picha na Shutterstock/Sealstep.)

Katika algoriti ya kujifunza kwa mashine, wanasayansi hufunza programu ya kompyuta kufanya makisio kwenye seti ya awali ya data, na kisha kuchukua kile imejifunza kutoka kwa mafunzo hayo ili kufanya maamuzi kuhusu seti nyingine ya data.

"Kwa kila aina tofauti ya matumizi ya betri, kutoka kwa simu za rununu hadi gari za umeme hadi uhifadhi wa gridi ya taifa, maisha ya betri ni muhimu sana kwa kila mtumiaji," alisema mwanasayansi wa computational wa Argonne Noah Paulson, mwandishi wa utafiti huo."Kulazimika kuzungusha betri mara maelfu hadi itashindwa kunaweza kuchukua miaka;njia yetu huunda aina ya jikoni ya majaribio ya hesabu ambapo tunaweza kubaini haraka jinsi betri tofauti zitafanya kazi."

"Kwa sasa, njia pekee ya kutathmini jinsi uwezo wa betri unavyofifia ni kuzungusha betri," aliongeza mwanakemia wa umeme wa Argonne Susan "Sue" Babinec, mwandishi mwingine wa utafiti huo."Ni ghali sana na inachukua muda mrefu."

Kulingana na Paulson, mchakato wa kuanzisha maisha ya betri unaweza kuwa mgumu."Ukweli ni kwamba betri hazidumu milele, na muda gani zinadumu inategemea jinsi tunavyozitumia, pamoja na muundo wao na kemia," alisema."Hadi sasa, kwa kweli hakuna njia nzuri ya kujua ni muda gani betri itadumu.Watu watataka kujua wana muda gani hadi watumie pesa kwenye betri mpya.

Kipengele kimoja cha kipekee cha utafiti huo ni kwamba ulitegemea kazi kubwa ya majaribio iliyofanywa huko Argonne kwenye nyenzo mbalimbali za cathode ya betri, hasa cathode yenye hati miliki ya nickel-manganese-cobalt (NMC) ya Argonne."Tulikuwa na betri ambazo ziliwakilisha kemia tofauti, ambazo zina njia tofauti ambazo zingeweza kudhoofisha na kushindwa," Paulson alisema."Thamani ya utafiti huu ni kwamba ulitupa ishara ambazo ni tabia ya jinsi betri tofauti hufanya kazi."

Utafiti zaidi katika eneo hili una uwezo wa kuongoza mustakabali wa betri za lithiamu-ion, Paulson alisema."Mojawapo ya mambo ambayo tunaweza kufanya ni kutoa mafunzo kwa algoriti kwenye kemia inayojulikana na kuifanya itabiri juu ya kemia isiyojulikana," alisema."Kwa kweli, algoriti inaweza kutuelekeza katika mwelekeo wa kemia mpya na iliyoboreshwa ambayo hutoa maisha marefu."

Kwa njia hii, Paulson anaamini kwamba kanuni ya kujifunza mashine inaweza kuharakisha uundaji na majaribio ya nyenzo za betri."Sema una nyenzo mpya, na unaizungusha mara chache.Unaweza kutumia algoriti yetu kutabiri maisha yake marefu, na kisha kufanya maamuzi ikiwa unataka kuendelea kuizungusha kwa majaribio au la.

"Ikiwa wewe ni mtafiti katika maabara, unaweza kugundua na kujaribu nyenzo nyingi zaidi kwa muda mfupi kwa sababu una njia ya haraka zaidi ya kuzitathmini," Babinec aliongeza.

Karatasi kulingana na utafiti, "Uhandisi wa kipengele cha kujifunza kwa mashine uliwezesha utabiri wa mapema wa maisha ya betri,” ilionekana katika toleo la mtandaoni la Februari 25 la Journal of Power Sources.

Mbali na Paulson na Babinec, waandishi wengine wa karatasi hiyo ni pamoja na Argonne's Joseph Kubal, Logan Ward, Saurabh Saxena na Wenquan Lu.

Utafiti huo ulifadhiliwa na ruzuku ya Utafiti na Maendeleo Inayoongozwa na Maabara ya Argonne (LDRD).