به‌تازگی گروهی از پژوهشگران کره‌ای با بهره‌گیری از هوش مصنوعی پیشرفته، موفق شده‌اند واکنش‌های پیچیده شیمیایی در فرآیند ساخت نانوکریستال‌های نیمه‌رسانا را مانند یک نقشه مترو ترسیم کنند؛ دستاوردی که روند توسعه نمایشگرها و حسگرهای نسل آینده را شتاب می‌بخشد.
محققان مؤسسه علم و فناوری «دئگوگیونگبوک» و دانشگاه «سونگ‌کیون‌کوان» موفق شده‌اند با کمک هوش مصنوعی و تحلیل داده‌های پیشرفته، پرده از مسیرهای پنهان واکنش‌های شیمیایی در سنتز نانوکریستال‌های نیمه‌رسانا بردارند؛ مسیرهایی که تاکنون به ‌دلیل پیچیدگی بسیار، از دید پژوهشگران پنهان مانده بود. این گروه، فناوری تازه‌ هوشمندی توسعه داده‌اند که مسیرهای سنتز نانوکریستال‌های نیمه‌رسانا، موسوم به نقاط کوانتومی کلوئیدی را به ‌صورت بصری و قابل فهم نمایش می‌دهد.
این نانوکریستال‌ها، ذراتی در ابعاد نانومتر هستند که به ‌دلیل وابستگی خواص نوری آنها به اندازه ذره، امکان کنترل دقیق رنگ و شدت جذب و گسیل نور را فراهم می‌کنند. این ویژگی سبب شده است نقاط کوانتومی به یکی از کلیدی‌ترین مواد برای نمایشگرها با بازتولید رنگ بسیار بالا تبدیل شوند و شرکت‌های بزرگی مانند سامسونگ، آنها را به‌عنوان مواد درخشان‌کننده نوآورانه در کانون توجه خود قرار دهند. با وجود این اهمیت، شناخت دقیق مراحل شکل‌گیری هر نانوکریستال همواره یکی از چالش‌های اساسی پژوهشگران بوده است. واکنش‌های شیمیایی دخیل در سنتز این مواد بسیار پیچیده‌ و داده‌های آزمایشگاهی نیز معمولاً ناقص و پراکنده هستند.
در گذشته، دانشمندان ناچار بودند بر اساس داده‌های محدود، مسیر واکنش را حدس بزنند؛ رویکردی که شباهت زیادی به استنتاج غیرمستقیم داشت و به‌ دلیل کمبود داده و رفتار غیرخطی واکنش‌ها، تفسیر نتایج را با عدم قطعیت همراه می‌کرد. برای حل این مشکل، این تیم پژوهشی، رویکردی نوآورانه در پیش گرفت. آنها از هوش مصنوعی مبتنی بر مدل‌های ترنسفورمر که به‌عنوان پیشرفته‌ترین فناوری در پردازش زبان طبیعی شناخته می‌شوند، در کنار تحلیل داده‌های توپولوژیک استفاده کردند. این ترکیب به هوش مصنوعی اجازه داد داده‌های ناقص را به‌ طور خودکار تکمیل کند، ارتباطات پنهان میان مجموعه‌ داده‌های مختلف را بیابد و کل جریان واکنش را با دقت بازسازی کند. دستاورد مهم این روش، نمایش فرآیندهای پیچیده شیمیایی در قالب یک نقشه واحد و قابل فهم مانند نقشه مترو است. در این تصویرسازی، مسیرهای مختلف واکنش مانند خطوط مترو و نقاط انشعاب به ‌صورت ایستگاه‌ها نمایش داده می‌شوند و درک رفتار سیستم را برای انسان بسیار ساده‌تر می‌کنند.
پروفسور جونگو کانگ از محققان این پژوهش در این‌باره گفت:«این پژوهش نشان می‌دهد هوش مصنوعی می‌تواند به‌عنوان یک ناوبری نامرئی عمل کند و مسیرهای پنهانی را آشکار سازد که مشاهده آنها برای انسان بسیار دشوار است. این رویکرد می‌تواند نگاه پژوهشگران به واکنش‌های شیمیایی پیچیده را به ‌طور بنیادین تغییر دهد.»
به گفته او، کاربردهای بالقوه این دستاورد تنها به نمایشگرها محدود نمی‌شود. از حسگرهای پیشرفته و دوربین‌های فروسرخ گرفته تا ادوات الکترونیکی نسل آینده، همگی می‌توانند از درک دقیق‌تر مسیرهای سنتز نانوکریستال‌ها بهره‌مند شوند. ترکیب هوش مصنوعی و شیمی، در این پژوهش نشان داده است که آینده توسعه مواد، بیش از پیش به تحلیل داده و الگوریتم‌های هوشمند گره خورده است.