Material supercomprimible desarrollado a través de la inteligencia artificial

Un nuevo material supercomprimible desarrollado a través de la inteligencia artificial por investigadores de la TU Delft puede transformar muchos de nuestros objetos cotidianos mientras sigue siendo resistente. Los investigadores no realizaron ninguna prueba experimental, y crearon el material utilizando solo inteligencia artificial y aprendizaje automático.

Miguel Bessa es el primer autor de la publicación que apareció en Advanced Materials el 14 de octubre.

“La inteligencia artificial te da un mapa del tesoro, y el científico necesita encontrar el tesoro”, dijo.

Transformando objetos cotidianos

Miguel Bessa, profesor asistente de ciencia de materiales en la TU Delft, se inspiró para crear este material después de pasar tiempo en el Instituto de Tecnología de California. Fue allí, en el Laboratorio de Estructuras Espaciales, donde observó una estructura de satélite que podía abrir velas solares largas desde un paquete pequeño.

Después de ver esto, Bessa quería saber si era posible diseñar un material supercomprimible y resistente y comprimirlo en una fracción pequeña de su volumen.

“Si esto es posible, los objetos cotidianos como bicicletas, mesas de cena y paraguas podrían doblarse en el bolsillo”, dijo.

La próxima generación de materiales

Bessa cree que es importante que la próxima generación de materiales sea adaptable y multi-propósito con la capacidad de ser alterada. La forma de hacerlo es a través de materiales dominados por la estructura, que son metamateriales que pueden explotar nuevas geometrías. Esto permitirá que los materiales tengan ciertas propiedades y funcionalidades que no existían antes.

“Sin embargo, el diseño de metamateriales ha dependido de experimentación extensiva y un enfoque de prueba y error”, dice Bessa. “Argumentamos a favor de invertir el proceso utilizando el aprendizaje automático para explorar nuevas posibilidades de diseño, mientras se reduce la experimentación al mínimo absoluto”.

“Seguimos un enfoque computacional basado en datos para explorar un nuevo concepto de metamaterial y adaptarlo a diferentes propiedades objetivo, elección de materiales base, escalas de longitud y procesos de fabricación”.

Nuevas posibilidades

Utilizando el aprendizaje automático, Bessa desarrolló dos diseños que eran diferentes escalas de longitud para el material supercomprimible desarrollado a través de la inteligencia artificial. Transformaron polímeros frágiles en metamateriales que eran mucho más ligeros y recuperables. El aspecto más importante e impresionante de estos nuevos metamateriales es que son supercomprimibles. El diseño a escala macro se centra en la compresibilidad máxima, mientras que la escala micro es la mejor para la resistencia y la rigidez.

Bessa argumenta que la parte más importante del trabajo no es el material desarrollado en sí, sino la nueva forma de diseñar a través del uso de la inteligencia artificial y el aprendizaje automático. Esto podría abrir posibilidades que eran desconocidas antes.

“Lo importante es que el aprendizaje automático crea una oportunidad para invertir el proceso de diseño al pasar de investigaciones guiadas experimentalmente a investigaciones dirigidas por datos computacionales, incluso si los modelos de computadora faltan some información. Los requisitos esenciales son que ‘suficiente’ datos sobre el problema de interés estén disponibles, y que los datos sean suficientemente precisos”.

Bessa cree en la investigación basada en datos en la ciencia de materiales y su capacidad para revolucionar y transformar nuestra forma de vida.

“La ciencia basada en datos revolucionará la forma en que llegamos a nuevos descubrimientos, y no puedo esperar para ver lo que el futuro nos traerá”.

Tomando el control desde el principio hasta el final

Estos nuevos desarrollos muestran que hay áreas que pueden ser transformadas por la inteligencia artificial y el aprendizaje automático que no son bien conocidas. Mientras que se ha demostrado que la inteligencia artificial revolucionará las máquinas, las tecnologías y casi todos los demás aspectos de la sociedad, no se ha reconocido que también puede desarrollar estas tecnologías completamente por sí misma. Habrá un punto en el que el aprendizaje automático y la inteligencia artificial tomarán el control del proceso de diseño y desarrollo desde el principio hasta el final. Estará en manos de los humanos instalar ciertos mecanismos en estas tecnologías para que sean compatibles con nuestra forma de vida.