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人工智能时代的材料生成:综合概述

材料科学 2025-05-23 v1 人工智能

摘要

材料是现代社会的基石,支撑着能源、电子、医疗、交通和基础设施等领域的突破。具备发现和设计具有定制化性能的新材料的能力,是解决一些紧迫全球挑战的关键。近年来,高质量材料数据的日益丰富,结合人工智能(AI)的快速进步,为加速材料发现开辟了新机遇。数据驱动的生成模型通过直接创建满足预定义性能要求的新材料,为材料设计提供了强大的工具。尽管相关工作日益增多,但仍存在明显的缺失,即缺乏此领域最新且系统的综述。为填补这一空白,本文提供了最新在AI驱动材料生成方面取得进展的全面概述。我们首先组织各种类型的材料并阐述晶体材料的多种表征方法。随后,我们详细总结并对当前AI驱动材料生成方法的分类。进一步,我们讨论了常见的评估指标,并总结了开源代码和基准数据集。最后,我们总结了这一快速发展领域的潜在未来方向和挑战。相关来源可在 https://github.com/ZhixunLEE/Awesome-AI-for-Materials-Generation 查阅。

关键词

引用

@article{arxiv.2505.16379,
  title  = {Materials Generation in the Era of Artificial Intelligence: A Comprehensive Survey},
  author = {Zhixun Li and Bin Cao and Rui Jiao and Liang Wang and Ding Wang and Yang Liu and Dingshuo Chen and Jia Li and Qiang Liu and Yu Rong and Liang Wang and Tong-yi Zhang and Jeffrey Xu Yu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.16379},
  year   = {2025}
}

备注

Work in progress