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开发更先进材料的技术需求在不断增长,而开发功能更完善的材料则必须超越已知材料并深入化学空间。1材料科学的基本目标之一是了解结构-性能关系,并从中发现具有所需功能的新材料。在传统方法中,首先凭借直觉或略微改变现有材料来指定候选材料,然后通过实验或计算来仔细检查其属性,并重复该过程,直到找到已知材料的合理改进(即从最先发现的材料逐渐改进)。2这种传统方法在很大程度上受人类专家知识的驱动,因此结果因人而异并且可能很慢。材料信息学涉及使用数据、信息学和机器学习(ML,与专家的直觉相补充)来建立材料的结构-性能关系并以显著加快的速度发现新的功能。因此,在材料信息学中,人类专家的知识要么被纳入算法,要么被数据完全取代。材料信息学中有两个映射方向(即正向和逆向)。在正向映射中,主要目的是使用材料结构作为输入来预测材料的性质,这些输入以各种方式编码,例如组成原子的简单属性、成分、结构等。

无机固体材料的机器逆向设计

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