Singapore đang tăng tốc chuyển đổi hệ thống nghiên cứu vật liệu bằng cách tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI) vào toàn bộ chuỗi phát triển, từ mô hình hóa phân tử, sàng lọc dữ liệu đến thử nghiệm và đánh giá hiệu suất. Đây được xem là bước đi chiến lược nhằm tạo ra các loại vật liệu mới phục vụ phát triển công nghệ sạch, tiết kiệm năng lượng và sản xuất bền vững.

Trong bối cảnh các phương pháp nghiên cứu truyền thống thường mất nhiều năm để xác định một vật liệu mới, AI đã trở thành công cụ then chốt giúp rút ngắn thời gian, tối ưu nguồn lực và mở rộng khả năng thử nghiệm. Bằng cách kết hợp thuật toán học máy với dữ liệu khoa học, các nhóm nghiên cứu tại Singapore hiện có thể dự đoán đặc tính của hàng nghìn hợp chất chỉ trong vài giờ, điều từng mất nhiều tháng với các công cụ mô phỏng thông thường.

Một trong những lĩnh vực đang được tập trung là vật liệu phục vụ năng lượng tái tạo. Các hệ thống AI đang giúp phát hiện các cấu trúc mới cho pin lưu trữ năng lượng lâu hơn, tế bào quang điện chuyển hóa ánh sáng mặt trời hiệu quả hơn, hoặc chất xúc tác giảm thiểu chi phí sản xuất hydro xanh. Những đột phá này góp phần quan trọng vào mục tiêu giảm phát thải và nâng cao khả năng tự chủ công nghệ của quốc gia.

Điểm đặc biệt trong cách tiếp cận của Singapore là đầu tư mạnh vào hạ tầng dữ liệu và siêu máy tính. Các trung tâm nghiên cứu được kết nối thông qua nền tảng điện toán hiệu năng cao, cho phép chia sẻ mô hình, thuật toán và kết quả thử nghiệm theo thời gian thực. Điều này không chỉ đẩy nhanh tốc độ phát triển mà còn thúc đẩy tinh thần hợp tác giữa các ngành, từ hóa học, vật lý cho đến khoa học máy tính và kỹ thuật.

Đồng thời, nhiều dự án tập trung vào việc kết hợp AI với công nghệ thí nghiệm tốc độ cao (high-throughput experimentation). Các robot tự động hóa có thể tiến hành hàng trăm thí nghiệm mỗi ngày, trong khi AI đóng vai trò phân tích và đề xuất công thức tiếp theo. Cách làm này đang được áp dụng rộng rãi trong phát triển vật liệu thân thiện môi trường như polymer phân hủy sinh học, hợp kim nhẹ, hoặc lớp phủ chống ăn mòn không độc hại.

Trong định hướng phát triển dài hạn, Singapore xác định AI là công nghệ hạ tầng cốt lõi, không chỉ để hỗ trợ nghiên cứu mà còn tái định hình toàn bộ hệ sinh thái đổi mới. Nhiều chương trình tài trợ đang được triển khai để kết nối các nhóm nghiên cứu AI và chuyên gia trong lĩnh vực vật liệu, thúc đẩy các ý tưởng liên ngành, đồng thời tạo điều kiện thử nghiệm thực địa ngay trong các khu công nghiệp công nghệ cao.

Việc tập trung vào vật liệu không chỉ xuất phát từ nhu cầu phát triển công nghệ trong nước, mà còn gắn với tầm nhìn trở thành trung tâm đổi mới toàn cầu. Thông qua việc dẫn đầu trong các ứng dụng AI cho khoa học vật liệu, Singapore hướng tới xây dựng năng lực cạnh tranh mới, nơi dữ liệu, thuật toán và thí nghiệm cùng tạo nên những sản phẩm có giá trị sử dụng cao và tác động thực tiễn rõ rệt.

Bằng cách tận dụng công nghệ để vượt qua giới hạn về quy mô, tài nguyên và thời gian, quốc đảo này đang tạo ra một mô hình nghiên cứu mới: nhanh hơn, hiệu quả hơn và định hướng tương lai rõ ràng hơn, đặc biệt trong bối cảnh thế giới đang chuyển dịch mạnh mẽ sang công nghệ xanh.