Super stlačitelný materiál vyvinutý pomocí AI

Nový superstlačitelný materiál vyvinutý pomocí umělé inteligence výzkumníky z TU Delft dokáže proměnit mnoho našich každodenních předmětů a přitom si zachovat sílu. Vědci neprováděli žádné experimentální testy a materiál vytvořili pouze pomocí umělé inteligence a strojové učení.

Miguel Bessa je prvním autorem knihy uveřejnění který se objevil v Advanced Materials v říjnu 14. 

"AI vám dá mapu pokladu a vědec musí poklad najít," řekl. 

Transformace každodenních předmětů

Miguel Bessa, odborný asistent materiálové vědy na TU Delft, dostal inspiraci k vytvoření tohoto materiálu poté, co strávil čas na California Institute of Technology. Bylo to tam, v laboratoři Space Structures Lab, kde pozoroval satelitní strukturu, která byla schopna otevřít dlouhé sluneční plachty z malého balíčku. 

Poté, co to Bessa viděl, chtěl vědět, zda je možné navrhnout super stlačitelný, ale pevný materiál a stlačit ho na malý zlomek jeho objemu. 

„Pokud by to bylo možné, předměty každodenní potřeby, jako jsou jízdní kola, jídelní stolky a deštníky, by se daly složit do kapsy,“ řekl. 

Další generace materiálů 

Bessa věří, že je důležité, aby další generace materiálů byla adaptivní a víceúčelová s možností úprav. Způsob, jak toho dosáhnout, je prostřednictvím materiálů s převahou struktury, což jsou metamateriály, které jsou schopny využívat nové geometrie. To umožní materiálům mít určité vlastnosti a funkce, které dříve neexistovaly. 

"Návrh metamateriálů se však spoléhal na rozsáhlé experimentování a přístup pokus-omyl," říká Bessa. "Hlásíme se ve prospěch obrácení procesu pomocí strojového učení pro zkoumání nových možností návrhu a zároveň omezení experimentování na absolutní minimum."

„Dodržujeme přístup založený na výpočetních datech pro zkoumání nového konceptu metamateriálu a jeho přizpůsobení různým cílovým vlastnostem, volbě základních materiálů, délkovým měřítkům a výrobním procesům."

Nové možnosti

Pomocí strojového učení vyvinula Bessa dva návrhy, které byly různě dlouhé pro superstlačitelný materiál vyvinutý pomocí AI. Přeměnili křehké polymery na metamateriály, které byly mnohem lehčí a obnovitelné. Nejdůležitějším a nejpůsobivějším aspektem těchto nových metamateriálů je to, že jsou super stlačitelné. Konstrukce v makroměřítku se zaměřuje na maximální stlačitelnost, zatímco mikroměřítko je nejlepší pro vysokou pevnost a tuhost. 

Bessa tvrdí, že nejdůležitější částí práce není skutečně vyvinutý materiál, ale je to nový způsob navrhování pomocí strojového učení a umělé inteligence. To by mohlo otevřít možnosti, které byly dříve neznámé. 

„Důležité je, že strojové učení vytváří příležitost obrátit proces návrhu přechodem od experimentálně vedených výzkumů k výzkumům řízeným výpočetními daty, i když v počítačových modelech chybí nějaké informace. Základním předpokladem je, že je k dispozici „dostatek“ údajů o problému, který nás zajímá, a že údaje jsou dostatečně přesné.“

Bessa věří ve výzkum založený na datech ve vědě o materiálech a jeho schopnosti revolučně změnit a změnit náš způsob života. 

"Věda řízená daty změní způsob, jakým dosahujeme nových objevů, a nemůžu se dočkat, až uvidím, co nám budoucnost přinese."

Přebírání od začátku do konce

Tento nový vývoj ukazuje, že existují oblasti, které mohou být transformovány umělou inteligencí a strojovým učením, které nejsou příliš známé. I když je dokázáno, že umělá inteligence způsobí revoluci ve strojích, technologiích a téměř každém dalším aspektu společnosti, není často uznáváno, že je dokáže vyvinout zcela sama. Nastane okamžik, kdy strojové učení a AI převezmou proces návrhu a vývoje od začátku do konce. Bude na lidech, aby těmto technologiím vštípili určité mechanismy tak, aby byly kompatibilní s našimi způsoby života.