材料智能设计概念图

材料集成计算与智能设计

集成计算材料工程(ICME)和材料基因组工程(MGE)的兴起引领了材料设计范式的转变——从经验驱动和理论驱动转向理性计算驱动。这一转变为数据驱动设计范式奠定了基础,通过整合实验与计算的高通量技术、基于基本原理的大数据科学、知识发现的信息学(依托数据挖掘和机器学习),最终实现了通过人工智能实现材料智能设计(MID)的可能性。

我们强调通过模块化、自动化、标准化、集成化和智能化的方法,获取多级结构材料的性能-结构-工艺-性能关系。这种方法遵循数据、信息、知识和智慧的分层关系,从根本上区别于过去的经验、理论和计算范式。

MID新时代有望通过由新概念引导的集成基础设施,从根本上改革材料创新模式。这种创新方式在思维和执行层面都不同于过去的经验、理论和计算范式,为未来材料设计提供了前瞻性的科学视野和方向。

参考文献:

R. F. Zhang*, T. F. Xu, B. N. Yao, and Z. R. Liu. Perspectives in the new era of materials intelligent design, Materials Lab 1, 220017 (2022).