Citrine智能材料平臺基于尖端AI工具和智能數(shù)據(jù)管理基礎架構搭建而成，可用于數(shù)據(jù)驅動的材料和化學品開發(fā)。平臺可基于機器學習模型，結合用戶企業(yè)的行業(yè)知識來預測材料在各種配方下的性能，幫助加速材料研發(fā)工作。

材料合成行業(yè)：3D打印金屬材料亟待人工智能助力突破性能局限

增材制造（Additive Manufacturing，AM）俗稱3D打印，該技術可以生產(chǎn)出與最終規(guī)格要求頗為接近的零件，減少材料浪費和焊接等其他后續(xù)處理。然而，打印材料的限制使得當下3D打印尚無法被廣泛使用在工業(yè)領域。以波音公司和通用汽車公司聯(lián)合擁有的HRL實驗室為例，航空航天和汽車工業(yè)需要重量輕、在極端溫度下具有高強度的合金，然而3D打印鋁合金的強度并不足以滿足條件。由于3D打印金屬在固化過程中會形成熱裂紋（hot cracking），從而影響金屬強度，HRL實驗室希望能夠找到一種能使微型結構成核的納米粒子，以減少熱裂紋的出現(xiàn)。

材料智能研發(fā)應用案例解析： 以Citrine助力HRL尋找航天級別3D打印鋁合金為例

Citrine智能材料平臺基于尖端AI工具和智能數(shù)據(jù)管理基礎架構搭建而成，可用于數(shù)據(jù)驅動的材料和化學品開發(fā)。平臺可基于機器學習模型，結合用戶企業(yè)的行業(yè)知識來預測材料在各種配方下的性能，加速材料研發(fā)工作。

一、 核心功能

Citrine智能材料平臺可以快速搜索1150萬種粉末和納米顆粒的組合。平臺通過針對目標材料的性質按批次尋找組合，識別關聯(lián)的數(shù)據(jù)集和數(shù)據(jù)流，創(chuàng)建材料感知的數(shù)據(jù)結構；然后基于數(shù)據(jù)來，生成，細化和驗證模型。此外，平臺在每個環(huán)節(jié)均支持人機結合的操作模式，其涉及的功能主要包含：

數(shù)據(jù)管理 – 平臺可以提取、構建和存儲材料和化學品開發(fā)過程中的數(shù)據(jù)，避免重復試驗，并能夠迅速找到相關的數(shù)據(jù)集。

領域知識集成（DKI） – 平臺將最大限度利用用戶的領域知識數(shù)據(jù)來優(yōu)化機器學習模型的性能。通過數(shù)據(jù)導入（Ingestion）、數(shù)據(jù)策展（Curation）、數(shù)據(jù)特征化（Featurization）、設計空間生成、AI模型生成以及目標材料設置六個步驟來預測材料在各種配方下的性能，并給出試驗建議。

雙界面操作 – 平臺具有兩個不同的界面：一為圖形化網(wǎng)頁界面，可直觀訪問數(shù)據(jù)和機器學習模型。二為一個靈活的Python客戶端，可支持數(shù)據(jù)工程師和收據(jù)科學家自動化工作流程。

二、應用效果

在HRL實驗室和Citrine的合作項目中，平臺確定了100種粉末和納米顆粒的候選組合以優(yōu)化HRL團隊需要合成測試的屬性。由此產(chǎn)生的材料al7a77是第一種高強度鋁合金粉末原料，用于在鋁協(xié)會注冊的現(xiàn)成AM機器。同時，其材料研發(fā)工作實現(xiàn)了多項成就，包含：

1. 時間節(jié)省：由于材料信息學方法，實驗實驗室工作從數(shù)年減少到幾天。

2. 性能提高：新型合金粉在現(xiàn)成的3D打印設備中使用時仍能保持強度。

3. 率先注冊：該研發(fā)成果成為鋁協(xié)會注冊的第一種添加劑合金。

4. 首次進入市場：Citrine相關研究報告發(fā)表兩年后，美國宇航局作為第一個商業(yè)化的客戶。