Super ściśliwy materiał opracowany dzięki sztucznej inteligencji

Nowy, superściśliwy materiał opracowany dzięki sztucznej inteligencji przez naukowców z TU Delft może przekształcić wiele naszych przedmiotów codziennego użytku, zachowując jednocześnie wytrzymałość. Naukowcy nie przeprowadzili żadnych testów eksperymentalnych, a materiał stworzyli wykorzystując wyłącznie sztuczną inteligencję i uczenie maszynowe.

Miguel Bessa jest pierwszym autorem publikacja który pojawił się w Zaawansowane materiały w październiku 14. 

„Sztuczna inteligencja daje mapę skarbów, a naukowiec musi znaleźć skarb” – powiedział. 

Przekształcanie przedmiotów codziennego użytku

Miguel Bessa, adiunkt w dziedzinie inżynierii materiałowej na TU Delft, zainspirował się do stworzenia tego materiału po spędzeniu czasu w California Institute of Technology. To właśnie tam, w Laboratorium Struktur Kosmicznych, zaobserwował konstrukcję satelity, która była w stanie otworzyć długie żagle słoneczne z małego opakowania. 

Po zobaczeniu tego Bessa chciała wiedzieć, czy możliwe jest zaprojektowanie superściśliwego, a jednocześnie mocnego materiału i skompresowanie go do niewielkiej części jego objętości. 

„Gdyby było to możliwe, przedmioty codziennego użytku, takie jak rowery, stoły obiadowe i parasole, można by schować do kieszeni” – powiedział. 

Następna generacja materiałów 

Bessa uważa, że ​​ważne jest, aby materiały nowej generacji były adaptacyjne i wielofunkcyjne, a także umożliwiały modyfikowanie. Można to osiągnąć za pomocą materiałów o zdominowanej strukturze, czyli metamateriałów umożliwiających wykorzystanie nowych geometrii. Dzięki temu materiały będą miały pewne właściwości i funkcjonalności, które wcześniej nie istniały. 

„Jednak projektowanie metamateriałów opierało się na szeroko zakrojonych eksperymentach oraz podejściu prób i błędów” – mówi Bessa. „Opowiadamy się za odwróceniem procesu poprzez wykorzystanie uczenia maszynowego do odkrywania nowych możliwości projektowych, przy jednoczesnym ograniczeniu eksperymentów do absolutnego minimum”.

„Podążamy za podejściem opartym na danych obliczeniowych, aby badać nową koncepcję metamateriałów i dostosowywać ją do różnych właściwości docelowych, wyboru materiałów podstawowych, skali długości i procesów produkcyjnych."

Nowe możliwości

Korzystając z uczenia maszynowego, Bessa opracowała dwa projekty o różnych skalach długości dla superściśliwego materiału opracowanego za pomocą sztucznej inteligencji. Przekształcili kruche polimery w metamateriały, które były znacznie lżejsze i łatwiejsze do odzyskania. Najważniejszym i imponującym aspektem tych nowych metamateriałów jest to, że są one superściśliwe. Konstrukcja w skali makro koncentruje się na maksymalnej ściśliwości, podczas gdy skala mikro jest najlepsza dla wysokiej wytrzymałości i sztywności. 

Bessa przekonuje, że najważniejszą częścią pracy nie jest faktycznie opracowany materiał, ale nowy sposób projektowania poprzez wykorzystanie uczenia maszynowego i sztucznej inteligencji. Może to otworzyć nieznane wcześniej możliwości. 

„Ważne jest to, że uczenie maszynowe stwarza możliwość odwrócenia procesu projektowania poprzez przejście od badań kierowanych eksperymentalnie do badań opartych na danych obliczeniowych, nawet jeśli w modelach komputerowych brakuje niektórych informacji. Zasadniczymi wymaganiami są dostępność „wystarczającej” ilości danych na temat interesującego nas problemu oraz ich wystarczająca dokładność.

Bessa wierzy w badania w dziedzinie inżynierii materiałowej oparte na danych i ich zdolność do zrewolucjonizowania i przekształcenia naszego stylu życia. 

„Nauka oparta na danych zrewolucjonizuje sposób, w jaki osiągamy nowe odkrycia, i nie mogę się doczekać, aby zobaczyć, co przyniesie nam przyszłość”.

Przejęcie kontroli od początku do końca

Te nowe osiągnięcia pokazują, że istnieją obszary, które można przekształcić za pomocą sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego, a które nie są dobrze znane. Chociaż udowodniono, że sztuczna inteligencja zrewolucjonizuje maszyny, technologie i prawie każdy inny aspekt społeczeństwa, nieczęsto przyznaje się, że może je również całkowicie samodzielnie rozwinąć. Nadejdzie moment, w którym uczenie maszynowe i sztuczna inteligencja przejmą proces projektowania i rozwoju od początku do końca. Zadaniem człowieka będzie zaszczepienie w tych technologiach pewnych mechanizmów, tak aby były one kompatybilne z naszym stylem życia.