GENIUS: KI-Framework automatisiert DFT‑Simulationen für Materialforschung

Die rasante Entwicklung von atomistischen Simulationen hat die Entdeckung neuer Materialien beschleunigt, doch die Einrichtung und Fehlerbehebung dieser Berechnungen erfordert bislang noch Fachwissen. GENIUS löst dieses Problem, indem es ein KI‑Agenten‑Workflow nutzt, der ein intelligentes Quantum‑ESPRESSO‑Wissensgraph, mehrere große Sprachmodelle und einen fehlerreparierenden Zustandsautomaten kombiniert.

Mit GENIUS können Nutzer frei formulierte Anweisungen eingeben, die automatisch in gültige Eingabedateien übersetzt werden. Auf 295 vielfältige Testfälle zeigte sich, dass etwa 80 % der Simulationen ohne menschliches Eingreifen erfolgreich abgeschlossen wurden. Dabei repariert das System 76 % der Fehler selbstständig, während die Erfolgsrate bei 7 % ohne Unterstützung fällt. Im Vergleich zu reinen LLM‑Ansätzen halbiert GENIUS die Rechenkosten und eliminiert nahezu alle Halluzinationen.

Durch die intelligente Automatisierung von Protokollgenerierung, Validierung und Reparatur macht GENIUS DFT‑Simulationen für Nicht‑Experten zugänglich. Das eröffnet groß angelegte Screening‑Studien und beschleunigt die Designzyklen in der Integrated Computational Materials Engineering (ICME) – sowohl in der Forschung als auch in der Industrie weltweit.