Human- and machine-centred designs of molecules and materials for sustainability and decarbonization

计算机科学 工作流程 化学空间 直觉 吞吐量 数据科学 机器学习 人工智能 药物发现 认知科学 生物信息学 电信 数据库 生物 心理学 无线
作者
Jiayu Peng,Daniel Schwalbe‐Koda,Karthik Akkiraju,Tian Xie,Livia Giordano,Yang Yu,C. John Eom,Jaclyn R. Lunger,Daniel J. Zheng,Reshma R. Rao,Sokseiha Muy,Jeffrey C. Grossman,Karsten Reuter,Rafael Gómez‐Bombarelli,Yang Shao‐Horn
出处
期刊:Nature Reviews Materials [Nature Portfolio]
卷期号:7 (12): 991-1009 被引量:128
标识
DOI:10.1038/s41578-022-00466-5
摘要

Breakthroughs in molecular and materials discovery require meaningful outliers to be identified in existing trends. As knowledge accumulates, the inherent bias of human intuition makes it harder to elucidate increasingly opaque chemical and physical principles. Moreover, given the limited manual and intellectual throughput of investigators, these principles cannot be efficiently applied to design new materials across a vast chemical space. Many data-driven approaches, following advances in high-throughput capabilities and machine learning, have tackled these limitations. In this Review, we compare traditional, human-centred methods with state-of-the-art, data-driven approaches to molecular and materials discovery. We first introduce the limitations of human-centred Edisonian, model-system and descriptor-based approaches. We then discuss how data-driven approaches can address these limitations by promoting throughput, reducing cognitive overload and biases, and establishing atomistic understanding that is transferable across a broad chemical space. We examine how high-throughput capabilities can be combined with active learning and inverse design to efficiently optimize materials out of millions or an intractable number of candidates. Lastly, we pinpoint challenges to accelerate future workflows and ultimately enable self-driving platforms, which automate and streamline the optimization of molecules and materials in iterative cycles.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
DD发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
ERIS完成签到,获得积分10
1秒前
灼灼朗朗完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
pfshan完成签到,获得积分10
1秒前
AAA完成签到 ,获得积分10
2秒前
简单酒窝完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
fishfishgood完成签到 ,获得积分10
3秒前
3秒前
朴素秋白完成签到,获得积分10
3秒前
可爱的函函应助哇嘎嘎采纳,获得10
3秒前
星海湾追风完成签到,获得积分10
6秒前
Mic应助Rixxed采纳,获得10
6秒前
天罡发布了新的文献求助50
6秒前
7秒前
丘比特应助menghongmei采纳,获得10
7秒前
7秒前
ERIS发布了新的文献求助10
7秒前
Baneyhua完成签到,获得积分10
7秒前
msp发布了新的文献求助10
7秒前
共享精神应助阳光的芯采纳,获得30
9秒前
阮煜城完成签到,获得积分10
10秒前
哇嘎嘎完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
天天快乐应助Joy采纳,获得10
11秒前
求道者完成签到,获得积分10
11秒前
陆千万完成签到,获得积分10
11秒前
躺平的马树凯完成签到,获得积分10
11秒前
JIUZHE发布了新的文献求助10
11秒前
研友_8o5V2n发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
雪ノ下詩乃完成签到,获得积分10
13秒前
chen完成签到,获得积分10
13秒前
Leeee发布了新的文献求助10
13秒前
Mic应助Rixxed采纳,获得10
14秒前
14秒前
14秒前
乐空思完成签到,获得积分0
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Leading Academic-Practice Partnerships in Nursing and Healthcare: A Paradigm for Change 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6437584
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8252010
关于积分的说明 17558044
捐赠科研通 5496007
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2898612
邀请新用户注册赠送积分活动 1875316
关于科研通互助平台的介绍 1716340