Сверхсжимаемый Материал, Разработанный с Помощью Искусственного Интеллекта

Новый сверхсжимаемый материал, разработанный с помощью искусственного интеллекта исследователями из Технического университета Делфта, может преобразовать многие повседневные объекты, сохраняя при этом свою прочность. Исследователи не проводили никаких экспериментальных тестов и создали материал, используя только искусственный интеллект и машинное обучение.

Мигель Бесса является первым автором публикации, которая появилась в Advanced Materials 14 октября.

«Искусственный интеллект дает вам карту сокровищ, и ученому нужно найти сокровище», – сказал он.

Преобразование Повседневных Объектов

Мигель Бесса, ассистент-профессор материаловедения в Техническом университете Делфта, получил вдохновение для создания этого материала после пребывания в Калифорнийском технологическом институте. Именно там, в лаборатории космических структур, он наблюдал структуру спутника, которая могла развернуть длинные солнечные паруса из небольшого пакета.

После этого Бесса хотел знать, возможно ли создать сверхсжимаемый, но прочный материал и сжать его до небольшой доли его объема.

«Если это возможно, повседневные объекты, такие как велосипеды, обеденные столы и зонтики, можно сложить в карман», – сказал он.

Следующее Поколение Материалов

Бесса считает, что важно, чтобы следующее поколение материалов было адаптивным и многофункциональным, с возможностью изменения. Для этого необходимо использовать структуру-доминирующие материалы, которые являются метаматериалами, способными использовать новые геометрии. Это позволит материалам иметь определенные свойства и функции, которые не существовали раньше.

«Однако проектирование метаматериалов полагалось на обширные эксперименты и подход «проб и ошибок»», – говорит Бесса. «Мы выступаем за инверсию процесса, используя машинное обучение для изучения новых возможностей проектирования, сокращая эксперименты до абсолютного минимума».

«Мы следуем вычислительному, данным-ориентированному подходу для изучения новой концепции метаматериала и адаптации ее к различным целевым свойствам, выбору базовых материалов, масштабам и процессам производства».

Новые Возможности

Используя машинное обучение, Бесса разработал два проекта, которые были khácны по масштабу для сверхсжимаемого материала, разработанного с помощью искусственного интеллекта. Они преобразовали хрупкие полимеры в метаматериалы, которые были намного более легкими и восстанавливаемыми. Самым важным и впечатляющим аспектом этих новых метаматериалов является то, что они сверхсжимаемы. Макро-конструкция фокусируется на максимальной сжимаемости, а микро-конструкция – на высокой прочности и жесткости.

Бесса утверждает, что наиболее важной частью работы не является сам разработанный материал, а новый способ проектирования с помощью машинного обучения и искусственного интеллекта. Это может открыть возможности, которые были неизвестны раньше.

«Важно, что машинное обучение создает возможность инвертировать процесс проектирования, переходя от экспериментально-ориентированных исследований к вычислительным, данным-ориентированным. Даже если компьютерные модели не содержат некоторой информации, основные требования состоят в том, что «достаточно» данных о проблеме интереса доступно, и что данные достаточно точны».

Бесса верит в данным-ориентированную науку в материаловедении и ее способность революционизировать и преобразовать наш образ жизни.

«Данным-ориентированная наука революционизирует способ, которым мы достигаем новых открытий, и я с нетерпением жду, что принесет нам будущее».

Полный Контроль с Начала до Конца

Эти новые разработки показывают, что есть области, которые могут быть преобразованы искусственным интеллектом и машинным обучением, которые не хорошо известны. Хотя доказано, что искусственный интеллект революционизирует машины, технологии и几乎 все другие аспекты общества, не часто признается, что он также может разработать эти технологии полностью самостоятельно. Будет момент, когда машинное обучение и искусственный интеллект возьмут на себя процесс проектирования и разработки с начала до конца. Людям придется внедрить определенные механизмы в эти технологии, чтобы они были совместимы с нашим образом жизни.