Vysoce komprimovatelný materiál vyvinutý pomocí umělé inteligence

Nový vysoce komprimovatelný materiál vyvinutý pomocí umělé inteligence výzkumníky z TU Delft může transformovat mnoho našich každodenních předmětů, zatímco zůstává silný. Výzkumníci neprováděli žádné experimentální testy a materiál vytvořili pouze pomocí umělé inteligence a strojového učení.

Miguel Bessa je prvním autorem publikace, která vyšla v Advanced Materials 14. října.

„Umělá inteligence vám dává mapu pokladu a vědci musí najít poklad,“ řekl.

Přeměna každodenních předmětů

Miguel Bessa, asistent profesora materiálové vědy na TU Delft, dostal inspiraci k vytvoření tohoto materiálu po strávení času v Kalifornském technologickém institutu. Tam, v laboratoři pro kosmické struktury, pozoroval satelitní strukturu, která mohla otevřít dlouhé solární plachty z malého balíčku.

Po tomto pozorování chtěl Bessa vědět, zda je možné navrhnout vysoce komprimovatelný, ale silný materiál a komprimovat jej na malou část jeho objemu.

“Pokud je to možné, každodenní předměty, jako jsou kola, jídelní stoly a deštníky, mohou být složeny do kapsy,” řekl.

Další generace materiálů

Bessa věří, že je důležité, aby další generace materiálů byly adaptabilní a multiúčelové s možností změny. Způsob, jak toho dosáhnout, je prostřednictvím strukturálně dominujících materiálů, které jsou metamateriály, schopné využít nové geometrie. To umožní materiálům mít určité vlastnosti a funkcionality, které dříve neexistovaly.

“Nicméně, návrh metamateriálů spoléhal na rozsáhlé experimenty a přístup pokus-omyl,” říká Bessa. “My argumentujeme ve prospěch invertování procesu pomocí strojového učení pro zkoumání nových návrhových možností, zatímco snižujeme experimenty na absolutní minimum.”

“Sledujeme výpočetní datové přístupy pro zkoumání nového konceptu metamateriálu a přizpůsobení jejích různých cílových vlastností, výběru základních materiálů, měřítek a výrobních procesů.“

Nové možnosti

Pomocí strojového učení Bessa vyvinul dva návrhy, které byly různé délky pro vysoce komprimovatelný materiál vyvinutý pomocí umělé inteligence. Transformovali křehké polymery na metamateriály, které byly mnohem lehčí a obnovitelnější. Nejvýznamnější a nejpozoruhodnější aspekt těchto nových metamateriálů je, že jsou vysoce komprimovatelné. Návrh na makro-škálu se zaměřuje na maximální komprimovatelnost, zatímco mikro-škála je nejlepší pro vysokou pevnost a tuhost.

Bessa argumentuje, že nejvýznamnější částí práce není samotný vyvinutý materiál, ale nový způsob navrhování pomocí umělé inteligence a strojového učení. To může otevřít možnosti, které dříve nebyly známy.

“Důležitá věc je, že strojové učení vytváří příležitost invertovat návrhový proces přenosem z experimentálně řízených zkoumání na výpočetní datové,”

Bessa věří v datové výzkumy v materiálové vědě a jejich schopnost revolucionizovat a transformovat náš způsob života.

“Datové vědy budou revolucionalizovat způsob, jakým dosahujeme nových objevů, a nemůžu se dočkat, co nám budoucnost přinese.”

Převzetí od začátku do konce

Tyto nové vývojové ukazují, že existují oblasti, které mohou být transformovány umělou inteligencí a strojovým učením, které nejsou dobře známy. Zatímco je prokázáno, že umělá inteligence bude revolucionalizovat stroje, technologie a téměř všechny ostatní aspekty společnosti, není často uznáváno, že může také vyvinout tyto kompletně sama. Bude bod, ve kterém strojové učení a umělá inteligence převezmou návrhový a vývojový proces od začátku do konce. Bude záviset na lidech, zda vložíertainé mechanismy do těchto technologií, aby byly kompatibilní s našimi způsoby života.