Materiale Super-Comprimibile Sviluppato Attraverso l’Intelligenza Artificiale

Un nuovo materiale super-comprimibile sviluppato attraverso l’intelligenza artificiale da ricercatori del TU Delft può trasformare molti degli oggetti quotidiani senza perdere la sua resistenza. I ricercatori non hanno condotto alcun test sperimentale e hanno creato il materiale utilizzando solo l’intelligenza artificiale e il machine learning.

Miguel Bessa è il primo autore della pubblicazione che è apparsa su Advanced Materials il 14 ottobre.

“L’intelligenza artificiale ti dà una mappa del tesoro e lo scienziato deve trovare il tesoro”, ha detto.

Trasformando gli Oggetti Quotidiani

Miguel Bessa, professore assistente di scienza dei materiali al TU Delft, ha avuto l’ispirazione per creare questo materiale dopo aver trascorso del tempo al California Institute of Technology. È stato lì, al Space Structures Lab, dove ha osservato una struttura di satellite in grado di aprire lunghe vele solari da un piccolo pacco.

Dopo aver visto questo, Bessa ha voluto sapere se fosse possibile progettare un materiale super-comprimibile e forte e comprimerlo in una piccola frazione del suo volume.

“Se questo fosse possibile, gli oggetti quotidiani come biciclette, tavoli da pranzo e ombrelli potrebbero essere piegati in tasca”, ha detto.

La Prossima Generazione di Materiali

Bessa ritiene che sia importante che la prossima generazione di materiali sia adattiva e multi-propósito con la capacità di essere alterata. Il modo per farlo è attraverso materiali dominati dalla struttura, che sono metamateriali in grado di sfruttare nuove geometrie. Ciò consentirà ai materiali di avere proprietà e funzionalità che non esistevano prima.

“Tuttavia, la progettazione dei metamateriali si è basata su estesi esperimenti e un approccio trial-and-error”, dice Bessa. “Sosteniamo l’idea di invertire il processo utilizzando il machine learning per esplorare nuove possibilità di progettazione, riducendo al minimo gli esperimenti”.

“Seguiamo un approccio computazionale basato sui dati per esplorare un nuovo concetto di metamateriale e adattarlo a diverse proprietà target, scelta di materiali di base, scale di lunghezza e processi di produzione.“

Nuove Possibilità

Utilizzando il machine learning, Bessa ha sviluppato due progetti che erano diverse scale di lunghezza per il materiale super-comprimibile sviluppato attraverso l’intelligenza artificiale. Hanno trasformato polimeri fragili in metamateriali che erano molto più leggeri e recuperabili. L’aspetto più importante e impressionante di questi nuovi metamateriali è che sono super-comprimibili. La progettazione su scala macro si concentra sulla massima compressibilità, mentre la scala micro è la migliore per alta resistenza e rigidità.

Bessa sostiene che la parte più importante del lavoro non è il materiale effettivamente sviluppato, ma il nuovo modo di progettare attraverso l’utilizzo del machine learning e dell’intelligenza artificiale. Ciò potrebbe aprire possibilità che non erano note prima.

“La cosa importante è che il machine learning crea un’opportunità per invertire il processo di progettazione spostandosi da indagini guidate sperimentalmente a quelle computazionali basate sui dati, anche se i modelli del computer mancano di alcune informazioni. I requisiti essenziali sono che ‘abbastanza’ dati sul problema di interesse siano disponibili e che i dati siano sufficientemente accurati”.

Bessa crede nella ricerca basata sui dati nella scienza dei materiali e nella sua capacità di rivoluzionare e trasformare il nostro modo di vivere.

“La scienza basata sui dati rivoluzionerà il modo in cui raggiungiamo nuove scoperte e non vedo l’ora di vedere cosa ci porterà il futuro”.

Prendendo il Controllo dall’Inizio alla Fine

Questi nuovi sviluppi mostrano che ci sono aree che possono essere trasformate dall’intelligenza artificiale e dal machine learning che non sono ben note. Mentre è stato dimostrato che l’intelligenza artificiale rivoluzionerà le macchine, le tecnologie e quasi ogni altro aspetto della società, non è spesso riconosciuto che può anche sviluppare queste cose completamente da solo. Ci sarà un punto in cui il machine learning e l’intelligenza artificiale prenderanno il controllo del processo di progettazione e sviluppo dall’inizio alla fine. Sarà compito degli esseri umani instillare meccanismi certi in queste tecnologie in modo che siano compatibili con il nostro modo di vivere.