INTELLIGENZA ARTIFICIALE

L’Intelligenza Artificiale sta cam-biando profondamente la ricerca scientifica: oggi ci permette di osservare e progettare la materia con modalità impensabili fino a pochi anni fa. Dalla fisica quantistica alla chimica delle molecole, la collaborazione tra scienziati e algoritmi di machine learning sta aprendo una nuova era per la scienza dei materiali.

Nel seminario, tre docenti dell’Uni-versità di Bologna mostreranno come l’Intelligenza Artificiale renda possibile esplorare il comporta-mento della materia con una precisione e una rapidità mai raggiunte prima: per osservare i processi che avvengono su scala atomica, prevedere le proprietà dei materiali quantistici e persino associare alla chimica una nuova lingua.

Un appuntamento per scoprire come la sinergia tra fisica, chimica e intelligenza artificiale stia plasman-do i materiali che renderanno il nostro futuro più sostenibile, efficiente e innovativo, e per cono-scere da vicino il Corso di Laurea in Scienza dei Materiali che forma le nuove generazioni di scienziate e scienziati pronti ad affrontare queste sfide.

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ABSTRACT INTERVENTI

ATOMI, ELETTRONI E I.A.: IL FUTURO DEI MATERIALI

Prof. Cesare Franchini
Dipartimento di Fisica e Astronomia “A. Righi” - Università di Bologna

L’equazione di Schrödinger governa il comportamento dei sistemi quantistici a molti corpi, mettendo in relazione la struttura atomica con le proprietà della materia condensata. La sua soluzione numerica assistita dai computer consente la progettazione e l’ottimizzazione di tecnologie moderne, dall’elettronica a semiconduttore ai sistemi per le energie rinnovabili, dalle batterie ai materiali magnetici. In questo flash talk, discuteremo di come l’integrazione di algoritmi di apprendimento automatico nei metodi computazionali ab initio stia rivoluzionando la scienza dei materiali, migliorandone l’efficienza, la precisione e le capacità di scoperta.

L'I.A. PER OSSERVARE IL COMPORTAMENTO DEI MATERIALI IN TEMPO REALE

Prof.ssa Maria Clelia Righi
Dipartimento di Fisica e Astronomia “A. Righi” - Università di Bologna

Il comportamento dei materiali — dalla resistenza meccanica alla reattività chimica — è determinato da processi che avvengono alla scala atomica. Comprendere questi meccanismi è essenziale per sviluppare tecnologie più efficienti, ma osservarli in tempo reale è estremamente complesso. Le simulazioni di dinamica molecolare, soprattutto quelle basate sulla meccanica quantistica, permettono di descrivere accuratamente la formazione e la rottura dei legami chimici, ma il loro elevato costo computazionale ne ha a lungo limitato l’applicazione. L’avvento del machine learning ha rivoluzionato il campo, consentendo di estendere di ordini di grandezza le scale spaziali e temporali mantenendo l’accuratezza quantomeccanica. Questo approccio apre la strada a nuove indagini integrate con esperimenti per progettare materiali più efficienti e sostenibili. Nel seminario verranno illustrati i fondamenti della dinamica molecolare con potenziali machine learning e alcune applicazioni, come la progettazione di materiali per ridurre l’attrito e di catalizzatori per la produzione di idrogeno.

QUANDO LA CHIMICA DIVENTA UNA LINGUA: L’I.A. ALLA SCOPERTA DI NUOVE MOLECOLE

Prof. Ivan Rivalta
Dipartimento di Chimica Industriale "Toso Montanari"

Che la Chimica abbia un suo alfabeto lo sappiamo da tempo: le lettere sono gli elementi della Tavola Periodica. Oggi, però, possiamo spingerci oltre: descrivere molecole e reazioni come vere e proprie parole e frasi, cioè usare una lingua. In questo breve intervento scopriremo come l’Intelligenza Artificiale, e in particolare i modelli linguistici di grandi dimensioni (Large Language Models), possano imparare la grammatica della Chimica e persino suggerire nuove strutture molecolari, aprendo la strada alla scoperta di nuove sostanze, dai farmaci ai materiali del futuro.

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