Il Politecnico di Torino coordinerà GENMAT, un nuovo progetto europeo che punta a ridurre drasticamente i tempi necessari per sviluppare e portare sul mercato materiali innovativi attraverso l’impiego dell’intelligenza artificiale. Finanziato nell’ambito del programma europeo dedicato agli AI Foundation Models for Science, il progetto riunisce un consorzio di 14 partner tra università, imprese e organizzazioni specializzate nelle tecnologie digitali e nell’etica dell’intelligenza artificiale. L’iniziativa avrà una durata di tre anni e mira a realizzare un foundation model specificamente progettato per la scienza dei materiali.
A differenza dei tradizionali sistemi di intelligenza artificiale sviluppati per svolgere compiti circoscritti, GENMAT punta a costruire una piattaforma capace di integrare e correlare dati scientifici provenienti da fonti molto diverse. Il modello elaborerà contemporaneamente informazioni relative alla chimica atomica, alle strutture molecolari, alle immagini ottenute tramite microscopia avanzata, ai dati provenienti da sensori e alle informazioni raccolte durante i processi produttivi. L’obiettivo è creare una rappresentazione digitale coerente dell’intero ciclo di vita di un materiale, dalla progettazione iniziale fino all’impiego industriale.
Uno degli aspetti più innovativi del progetto riguarda la capacità di collegare fenomeni che si manifestano a scale completamente differenti. Il sistema dovrà infatti mettere in relazione proprietà atomiche e molecolari con il comportamento di polimeri, materiali compositi e strutture complesse, creando modelli predittivi in grado di mantenere coerenza con le leggi fisiche che governano il comportamento della materia. Questo approccio mira a superare alcuni dei limiti delle attuali piattaforme di intelligenza artificiale generativa, che spesso operano senza una reale comprensione dei vincoli fisici sottostanti.
Il progetto si concentrerà su diversi ambiti applicativi considerati strategici per l’industria europea. Tra questi figurano i materiali compositi avanzati destinati a settori come aerospazio e mobilità, i polimeri riciclabili di nuova generazione per l’economia circolare, i rivestimenti privi di PFAS progettati per sostituire le sostanze chimiche persistenti comunemente definite “inquinanti eterni” e i sistemi intelligenti per il monitoraggio strutturale di componenti e materiali compositi.
La ricerca sui materiali è tradizionalmente caratterizzata da cicli molto lunghi di sperimentazione. Lo sviluppo di una nuova soluzione può richiedere anni di prove di laboratorio, simulazioni e validazioni industriali prima di arrivare a un’applicazione concreta. GENMAT intende modificare questo paradigma utilizzando l’intelligenza artificiale come strumento di selezione avanzata. Il sistema sarà in grado di individuare nelle fasi iniziali un numero ristretto di candidati promettenti, riducendo il numero di test necessari e concentrando le attività sperimentali sulle opzioni con le maggiori probabilità di successo.
Particolare attenzione sarà dedicata all’affidabilità scientifica del modello. L’infrastruttura verrà addestrata utilizzando dati verificati e integrerà meccanismi di interpretabilità, vincoli fisici e sistemi di stima dell’incertezza, elementi fondamentali per consentire ai ricercatori di comprendere le motivazioni delle previsioni generate dall’algoritmo. Le risorse sviluppate saranno inoltre condivise attraverso piattaforme europee di open science, favorendo la collaborazione tra università, centri di ricerca e industria.
Il Politecnico di Torino contribuirà direttamente sia allo sviluppo del foundation model sia alle applicazioni dedicate ai materiali compositi avanzati. Le competenze maturate nell’ambito della meccanica dei materiali, della modellazione numerica multiscala, dell’integrazione di sensori e dell’intelligenza artificiale applicata all’ingegneria costituiranno uno dei pilastri scientifici del progetto. L’obiettivo finale è creare una nuova generazione di strumenti digitali in grado di accelerare l’innovazione nei settori dell’energia, dell’edilizia, della sanità, dell’elettronica e della manifattura avanzata, contribuendo al rafforzamento della competitività tecnologica europea nel campo dei materiali di nuova generazione.