നിങ്ങൾ ജനിച്ച ദിവസം നിങ്ങൾ എത്രകാലം ജീവിക്കുമെന്ന് ഒരു മാനസികരോഗി നിങ്ങളുടെ മാതാപിതാക്കളോട് പറയുന്നത് സങ്കൽപ്പിക്കുക.പുതിയ കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ മോഡലുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന ബാറ്ററി കെമിസ്റ്റുകൾക്ക് സമാനമായ അനുഭവം സാധ്യമാണ്, പരീക്ഷണാത്മക ഡാറ്റയുടെ ഒരു ചക്രം പോലെ ബാറ്ററി ലൈഫ് ടൈം കണക്കാക്കാൻ.

ഒരു പുതിയ പഠനത്തിൽ, യുഎസ് ഡിപ്പാർട്ട്‌മെൻ്റ് ഓഫ് എനർജിയുടെ (DOE) ആർഗോൺ നാഷണൽ ലബോറട്ടറിയിലെ ഗവേഷകർ വിവിധ ബാറ്ററി കെമിസ്ട്രികളുടെ ആയുസ്സ് പ്രവചിക്കാൻ മെഷീൻ ലേണിംഗിൻ്റെ ശക്തിയിലേക്ക് തിരിഞ്ഞു.ആറ് വ്യത്യസ്ത ബാറ്ററി കെമിസ്ട്രികളെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന 300 ബാറ്ററികളുടെ ഒരു കൂട്ടത്തിൽ നിന്ന് ആർഗോണിൽ ശേഖരിച്ച പരീക്ഷണാത്മക ഡാറ്റ ഉപയോഗിച്ച്, വ്യത്യസ്ത ബാറ്ററികൾ എത്രത്തോളം സൈക്കിൾ തുടരുമെന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞർക്ക് കൃത്യമായി നിർണ്ണയിക്കാനാകും.

വിവിധ കെമിസ്ട്രികൾക്കായി ബാറ്ററി സൈക്കിൾ ലൈഫിൻ്റെ പ്രവചനങ്ങൾ നടത്താൻ ആർഗോൺ ഗവേഷകർ മെഷീൻ ലേണിംഗ് മോഡലുകൾ ഉപയോഗിച്ചു.(ചിത്രം ഷട്ടർസ്റ്റോക്ക്/സീൽസ്റ്റെപ്പ്.)

ഒരു മെഷീൻ ലേണിംഗ് അൽഗോരിതത്തിൽ, ഒരു പ്രാരംഭ ഡാറ്റയിൽ അനുമാനങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കാൻ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ഒരു കമ്പ്യൂട്ടർ പ്രോഗ്രാമിനെ പരിശീലിപ്പിക്കുന്നു, തുടർന്ന് ആ പരിശീലനത്തിൽ നിന്ന് പഠിച്ചത് മറ്റൊരു കൂട്ടം ഡാറ്റയിൽ തീരുമാനങ്ങൾ എടുക്കുന്നു.

"സെൽ ഫോണുകൾ മുതൽ ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങൾ മുതൽ ഗ്രിഡ് സ്റ്റോറേജ് വരെയുള്ള എല്ലാ തരത്തിലുള്ള ബാറ്ററി ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കും ബാറ്ററി ലൈഫ് ടൈം എന്നത് ഓരോ ഉപഭോക്താവിനും അടിസ്ഥാന പ്രാധാന്യമുള്ളതാണ്," പഠനത്തിൻ്റെ രചയിതാവായ ആർഗോൺ കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ ശാസ്ത്രജ്ഞനായ നോഹ് പോൾസൺ പറഞ്ഞു.“ഒരു ബാറ്ററി തകരുന്നത് വരെ ആയിരക്കണക്കിന് തവണ സൈക്കിൾ ചവിട്ടേണ്ടിവരുന്നത് വർഷങ്ങളെടുത്തേക്കാം;ഞങ്ങളുടെ രീതി ഒരു തരം കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ ടെസ്റ്റ് കിച്ചൺ സൃഷ്ടിക്കുന്നു, അവിടെ വ്യത്യസ്ത ബാറ്ററികൾ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുമെന്ന് നമുക്ക് വേഗത്തിൽ സ്ഥാപിക്കാനാകും.

“ഇപ്പോൾ, ബാറ്ററിയിലെ കപ്പാസിറ്റി മങ്ങുന്നത് എങ്ങനെയെന്ന് വിലയിരുത്താനുള്ള ഏക മാർഗം ബാറ്ററി സൈക്കിൾ ചെയ്യുക എന്നതാണ്,” പഠനത്തിൻ്റെ മറ്റൊരു രചയിതാവായ ആർഗോൺ ഇലക്ട്രോകെമിസ്റ്റ് സൂസൻ “സ്യൂ” ബാബിനെക് കൂട്ടിച്ചേർത്തു."ഇത് വളരെ ചെലവേറിയതാണ്, ഇതിന് വളരെയധികം സമയമെടുക്കും."

പോൾസൺ പറയുന്നതനുസരിച്ച്, ബാറ്ററി ലൈഫ് ടൈം സ്ഥാപിക്കുന്ന പ്രക്രിയ തന്ത്രപരമായിരിക്കാം.“ബാറ്ററികൾ ശാശ്വതമായി നിലനിൽക്കില്ല എന്നതാണ് യാഥാർത്ഥ്യം, അവ എത്രത്തോളം നിലനിൽക്കും എന്നത് നമ്മൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന രീതിയെയും അവയുടെ രൂപകൽപ്പനയെയും രസതന്ത്രത്തെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു,” അദ്ദേഹം പറഞ്ഞു.“ഇതുവരെ, ബാറ്ററി എത്രത്തോളം നിലനിൽക്കുമെന്ന് അറിയാനുള്ള മികച്ച മാർഗമില്ല.ഒരു പുതിയ ബാറ്ററിക്കായി പണം ചെലവഴിക്കുന്നത് വരെ എത്ര സമയമുണ്ടെന്ന് ആളുകൾ അറിയാൻ ആഗ്രഹിക്കുന്നു.

വിവിധ ബാറ്ററി കാഥോഡ് മെറ്റീരിയലുകളിൽ, പ്രത്യേകിച്ച് ആർഗോണിൻ്റെ പേറ്റൻ്റ് നിക്കൽ-മാംഗനീസ്-കൊബാൾട്ട് (എൻഎംസി) അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള കാഥോഡിൽ ആർഗോണിൽ നടത്തിയ വിപുലമായ പരീക്ഷണാത്മക പ്രവർത്തനങ്ങളെ ആശ്രയിച്ചാണ് പഠനത്തിൻ്റെ സവിശേഷമായ ഒരു വശം.“വ്യത്യസ്‌ത രസതന്ത്രങ്ങളെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന ബാറ്ററികൾ ഞങ്ങളുടെ പക്കലുണ്ടായിരുന്നു, അവ തരംതാഴ്ത്തുന്നതും പരാജയപ്പെടുന്നതുമായ വ്യത്യസ്ത മാർഗങ്ങളുണ്ട്,” പോൾസൺ പറഞ്ഞു."വ്യത്യസ്ത ബാറ്ററികൾ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു എന്നതിൻ്റെ സവിശേഷതയായ സിഗ്നലുകൾ ഞങ്ങൾക്ക് നൽകി എന്നതാണ് ഈ പഠനത്തിൻ്റെ മൂല്യം."

ഈ മേഖലയിലെ കൂടുതൽ പഠനത്തിന് ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററികളുടെ ഭാവിയെ നയിക്കാൻ കഴിയുമെന്ന് പോൾസൺ പറഞ്ഞു."നമുക്ക് ചെയ്യാൻ കഴിയുന്ന കാര്യങ്ങളിൽ ഒന്ന് അറിയപ്പെടുന്ന രസതന്ത്രത്തിൽ അൽഗോരിതം പരിശീലിപ്പിക്കുകയും ഒരു അജ്ഞാത രസതന്ത്രത്തെക്കുറിച്ച് പ്രവചനങ്ങൾ നടത്തുകയും ചെയ്യുക എന്നതാണ്," അദ്ദേഹം പറഞ്ഞു."അടിസ്ഥാനപരമായി, ദീർഘായുസ്സ് വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്ന പുതിയതും മെച്ചപ്പെട്ടതുമായ രസതന്ത്രങ്ങളുടെ ദിശയിലേക്ക് നമ്മെ ചൂണ്ടിക്കാണിക്കാൻ അൽഗോരിതം സഹായിച്ചേക്കാം."

ഈ രീതിയിൽ, മെഷീൻ ലേണിംഗ് അൽഗോരിതം ബാറ്ററി മെറ്റീരിയലുകളുടെ വികസനവും പരിശോധനയും ത്വരിതപ്പെടുത്തുമെന്ന് പോൾസൺ വിശ്വസിക്കുന്നു.“നിങ്ങൾക്ക് ഒരു പുതിയ മെറ്റീരിയൽ ഉണ്ടെന്ന് പറയുക, നിങ്ങൾ അത് കുറച്ച് തവണ സൈക്കിൾ ചെയ്യുക.അതിൻ്റെ ദീർഘായുസ്സ് പ്രവചിക്കാൻ നിങ്ങൾക്ക് ഞങ്ങളുടെ അൽഗോരിതം ഉപയോഗിക്കാം, തുടർന്ന് അത് പരീക്ഷണാത്മകമായി സൈക്കിൾ ചെയ്യുന്നത് തുടരണോ വേണ്ടയോ എന്ന കാര്യത്തിൽ തീരുമാനങ്ങൾ എടുക്കുക.

"നിങ്ങൾ ഒരു ലാബിലെ ഗവേഷകനാണെങ്കിൽ, കുറഞ്ഞ സമയത്തിനുള്ളിൽ നിങ്ങൾക്ക് കൂടുതൽ മെറ്റീരിയലുകൾ കണ്ടെത്താനും പരിശോധിക്കാനും കഴിയും, കാരണം അവ വിലയിരുത്തുന്നതിന് നിങ്ങൾക്ക് വേഗത്തിലുള്ള മാർഗമുണ്ട്," ബാബിനെക് കൂട്ടിച്ചേർത്തു.

പഠനത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഒരു പേപ്പർ, "മെഷീൻ ലേണിംഗിനുള്ള ഫീച്ചർ എഞ്ചിനീയറിംഗ് ബാറ്ററി ലൈഫ് ടൈം മുൻകൂട്ടി പ്രവചിക്കാൻ സഹായിച്ചു, ”ജേണൽ ഓഫ് പവർ സോഴ്‌സിൻ്റെ ഫെബ്രുവരി 25 ഓൺലൈൻ പതിപ്പിൽ പ്രത്യക്ഷപ്പെട്ടു.

പോൾസൺ, ബാബിനെക് എന്നിവരെ കൂടാതെ, ആർഗോണിൻ്റെ ജോസഫ് കുബാൽ, ലോഗൻ വാർഡ്, സൗരഭ് സക്‌സേന, വെൻക്വാൻ ലു എന്നിവരും പ്രബന്ധത്തിൻ്റെ മറ്റ് രചയിതാക്കളാണ്.

ആർഗോൺ ലബോറട്ടറി ഡയറക്‌റ്റഡ് റിസർച്ച് ആൻഡ് ഡെവലപ്‌മെൻ്റ് (എൽഡിആർഡി) ഗ്രാൻ്റാണ് പഠനത്തിന് ധനസഹായം നൽകിയത്.