Szuperösszenyomható anyag AI-n keresztül

A TU Delft kutatói által mesterséges intelligencia segítségével kifejlesztett új szuper-összenyomható anyag sok mindennapi tárgyunkat képes átalakítani, miközben továbbra is erős marad. A kutatók semmilyen kísérleti tesztet nem végeztek, az anyagot kizárólag mesterséges intelligencia és gépi tanulás.

Miguel Bessa az első szerzője a kiadvány amely ben jelent meg Advanced Materials októberben 14. 

„A mesterséges intelligencia ad egy kincses térképet, és a tudósnak meg kell találnia a kincset” – mondta. 

A mindennapi tárgyak átalakítása

Miguel Bessa, a TU Delft anyagtudományi adjunktusa azután kapott ihletet, hogy elkészítse ezt az anyagot, miután a Kaliforniai Műszaki Egyetemen töltött időt. Ott volt, a Space Structures Labban, ahol megfigyelt egy műholdszerkezetet, amely képes volt egy kis csomagból hosszú napvitorlákat kinyitni. 

Miután ezt meglátta, Bessa tudni akarta, hogy lehetséges-e szuperösszenyomható, mégis erős anyagot tervezni, és a térfogatának kis töredékére tömöríteni. 

"Ha ez lehetséges, a mindennapi használati tárgyakat, például kerékpárokat, vacsoraasztalokat és esernyőket be lehetne hajtani a zsebébe" - mondta. 

Az anyagok következő generációja 

Bessa fontosnak tartja, hogy a következő generációs anyagok adaptívak és többcélúak legyenek, és módosíthatóak legyenek. Ennek módja a szerkezet dominált anyagokon keresztül vezet, amelyek olyan metaanyagok, amelyek képesek új geometriákat kiaknázni. Ez lehetővé teszi, hogy az anyagok olyan tulajdonságokkal és funkciókkal rendelkezzenek, amelyek korábban nem léteztek. 

„A metaanyag-tervezés azonban kiterjedt kísérletezésre és próba-szerencse megközelítésre támaszkodott” – mondja Bessa. „Amellett érvelünk, hogy megfordítsuk a folyamatot a gépi tanulás segítségével az új tervezési lehetőségek feltárására, miközben a kísérletezést az abszolút minimumra csökkentjük.”

„Számítási adatvezérelt megközelítést követünk egy új metaanyag-koncepció feltárására és a különböző céltulajdonságokra, az alapanyagok megválasztására, a hosszskálákra és a gyártási folyamatokra való adaptálására."

Új lehetőségek

A gépi tanulás segítségével Bessa két különböző hosszúságú skálát fejlesztett ki az AI-n keresztül kifejlesztett szuper-tömöríthető anyaghoz. A rideg polimereket metaanyagokká alakították át, amelyek sokkal könnyebbek és visszanyerhetőbbek voltak. Ezeknek az új metaanyagoknak a legfontosabb és leglenyűgözőbb jellemzője, hogy szuper-tömöríthetők. A makroléptékű kialakítás a maximális összenyomhatóságra összpontosít, míg a mikroskála a legjobb a nagy szilárdság és merevség szempontjából. 

Bessa azt állítja, hogy a munka legfontosabb része nem a ténylegesen kifejlesztett anyag, hanem a tervezés új módja a gépi tanulás és a mesterséges intelligencia használatával. Ez olyan lehetőségeket nyithat meg, amelyek korábban ismeretlenek voltak. 

„A lényeg az, hogy a gépi tanulás lehetőséget ad a tervezési folyamat megfordítására azáltal, hogy a kísérletileg irányított vizsgálatokról a számítási adatvezérelt vizsgálatokra térünk át, még akkor is, ha a számítógépes modellekből hiányzik néhány információ. A lényeges feltétel az, hogy „elég” adat álljon rendelkezésre a kérdéses problémáról, és az adatok kellően pontosak legyenek.”

Bessa hisz az adatvezérelt anyagtudományi kutatásban és annak képességében, hogy forradalmasítja és átalakítja életmódunkat. 

„Az adatvezérelt tudomány forradalmasítani fogja az új felfedezések elérését, és alig várom, hogy lássam, mit hoz nekünk a jövő.”

Átvétel az elejétől a végéig

Ezek az új fejlesztések azt mutatják, hogy vannak olyan területek, amelyeket az AI és a gépi tanulás átalakíthat, és amelyek nem ismertek. Bár bebizonyosodott, hogy a mesterséges intelligencia forradalmasítani fogja a gépeket, a technológiákat és a társadalom szinte minden más aspektusát, nem gyakran ismerik el, hogy ezeket teljesen önállóan is képes fejleszteni. Lesz egy pont, amikor a gépi tanulás és az AI átveszi a tervezési és fejlesztési folyamatot az elejétől a végéig. Az emberek feladata lesz, hogy bizonyos mechanizmusokat beépítsenek ezekbe a technológiákba, hogy azok kompatibilisek legyenek az életvitelünkkel.