Matériau super-compressible développé grâce à l’IA

Un nouveau matériau super-compressible développé grâce à l’IA par des chercheurs de la TU Delft peut transformer de nombreux objets de notre vie quotidienne tout en restant solide. Les chercheurs n’ont pas effectué de tests expérimentaux et ont créé le matériau en utilisant uniquement l’intelligence artificielle et machine learning.

Miguel Bessa est le premier auteur de la publication qui est parue dans Advanced Materials le 14 octobre. 

« L’IA vous donne une carte au trésor, et le scientifique doit trouver le trésor », a-t-il déclaré. 

Transformer les objets du quotidien

Miguel Bessa, professeur adjoint en science des matériaux à la TU Delft, a eu l’idée de créer ce matériau après avoir passé du temps au California Institute of Technology. C’est là, au Space Structures Lab, qu’il a observé une structure de satellite capable d’ouvrir de longues voiles solaires à partir d’un petit paquet. 

Après avoir vu cela, Bessa a voulu savoir si il était possible de concevoir un matériau super-compressible et solide et de le compresser en une petite fraction de son volume. 

« Si cela était possible, des objets du quotidien tels que des bicyclettes, des tables à dîner et des parapluies pourraient être pliés dans votre poche », a-t-il déclaré. 

La prochaine génération de matériaux 

Bessa pense qu’il est important que la prochaine génération de matériaux soit adaptative et polyvalente avec la capacité d’être modifiée. La façon de procéder consiste à utiliser des matériaux dominés par la structure, qui sont des métamatériaux capables d’exploiter de nouvelles géométries. Cela permettra aux matériaux d’avoir certaines propriétés et fonctionnalités qui n’existaient pas auparavant. 

« Cependant, la conception de métamatériaux a reposé sur une expérimentation extensive et une approche d’essais et d’erreurs », déclare Bessa. « Nous plaidons en faveur de l’inversion du processus en utilisant l’apprentissage automatique pour explorer de nouvelles possibilités de conception, tout en réduisant l’expérimentation à un minimum absolu. »

« Nous suivons une approche de données computationnelles pour explorer un nouveau concept de métamatière et l’adapter à différentes propriétés cibles, choix de matériaux de base, échelles de longueur et processus de fabrication. »

Nouvelles possibilités

En utilisant l’apprentissage automatique, Bessa a développé deux conceptions à différentes échelles de longueur pour le matériau super-compressible développé grâce à l’IA. Ils ont transformé des polymères fragiles en métamatériaux beaucoup plus légers et récupérables. L’aspect le plus important et le plus impressionnant de ces nouveaux métamatériaux est qu’ils sont super-compressibles. La conception à l’échelle macro se concentre sur la compressibilité maximale, tandis que la conception à l’échelle micro est la meilleure pour la résistance et la rigidité élevées. 

Bessa soutient que la partie la plus importante du travail n’est pas le matériau lui-même, mais la nouvelle façon de concevoir en utilisant l’apprentissage automatique et l’intelligence artificielle. Cela pourrait ouvrir des possibilités qui étaient inconnues jusqu’à présent. 

« L’important est que l’apprentissage automatique crée une opportunité d’inverser le processus de conception en passant d’investigations guidées par l’expérience à des investigations guidées par les données, même si les modèles informatiques manquent de certaines informations. Les exigences essentielles sont que « suffisamment » de données sur le problème d’intérêt soient disponibles et que les données soient suffisamment précises. »

Bessa croit en la recherche basée sur les données en science des matériaux et en sa capacité à révolutionner et à transformer notre façon de vivre. 

« La science basée sur les données révolutionnera la façon dont nous arrivons à de nouvelles découvertes, et je suis impatient de voir ce que l’avenir nous réserve. »

Prendre le relais de début à fin

Ces nouveaux développements montrent qu’il existe des domaines qui peuvent être transformés par l’IA et l’apprentissage automatique qui ne sont pas bien connus. Alors que cela est prouvé, l’intelligence artificielle va révolutionner les machines, les technologies et presque tous les autres aspects de la société, il n’est pas souvent reconnu qu’elle peut également les développer complètement par elle-même. Il y aura un moment où l’apprentissage automatique et l’IA prendront en charge le processus de conception et de développement de début à fin. Il appartiendra aux humains d’instaurer certains mécanismes dans ces technologies pour qu’elles soient compatibles avec nos façons de vivre.