Надстисливий матеріал, розроблений за допомогою ШІ

Новий надзвичайно стисливий матеріал, розроблений за допомогою штучного інтелекту дослідниками з TU Delft, може перетворити багато наших повсякденних предметів, залишаючись при цьому міцним. Дослідники не проводили жодних експериментальних випробувань, а створили матеріал, використовуючи лише штучний інтелект і навчання за допомогою машини.

Мігель Бесса є першим автором публікація який з'явився в нові матеріали на жовтень 14. 

«ШІ дає вам карту скарбів, і вченому потрібно знайти скарб», — сказав він. 

Перетворення повсякденних предметів

Мігель Бесса, доцент кафедри матеріалознавства Делфтського технічного університету, отримав натхнення для створення цього матеріалу після роботи в Каліфорнійському технологічному інституті. Саме там, у Лабораторії космічних структур, він спостерігав супутникову структуру, здатну відкривати довгі сонячні вітрила з маленької упаковки. 

Побачивши це, Бесса захотіла знати, чи можливо розробити суперстисливий, але міцний матеріал і стиснути його до невеликої частки його об’єму. 

«Якби це було можливо, такі повсякденні предмети, як велосипеди, обідні столи та парасолі, можна було б скласти у вашу кишеню», — сказав він. 

Наступне покоління матеріалів 

Бесса вважає, що важливо, щоб матеріали наступного покоління були адаптивними та багатоцільовими з можливістю змін. Спосіб зробити це через матеріали з домінуванням структури, які є метаматеріалами, які здатні використовувати нові геометрії. Це дозволить матеріалам мати певні властивості та функції, яких раніше не було. 

«Однак розробка метаматеріалів спиралася на численні експерименти та підхід методом проб і помилок», — каже Бесса. «Ми виступаємо за інвертування процесу за допомогою машинного навчання для вивчення нових можливостей дизайну, зводячи експерименти до абсолютного мінімуму».

«Ми дотримуємося підходу, керованого обчислювальними даними, для вивчення нової концепції метаматеріалу та адаптації його до різних цільових властивостей, вибору базових матеріалів, масштабів довжини та виробничих процесів."

Нові можливості

Використовуючи машинне навчання, Бесса розробила два дизайни, які мали різні масштаби довжини для суперстисливого матеріалу, розробленого за допомогою ШІ. Вони перетворили крихкі полімери на метаматеріали, які були набагато легшими та відновлюваними. Найважливішим і вражаючим аспектом цих нових метаматеріалів є те, що вони суперстисливі. Конструкція макромасштабу зосереджена на максимальній стисливості, тоді як мікромасштаб найкраще підходить для високої міцності та жорсткості. 

Бесса стверджує, що найважливішою частиною роботи є не фактично розроблений матеріал, а новий спосіб проектування за допомогою машинного навчання та штучного інтелекту. Це може відкрити можливості, які раніше були невідомі. 

«Важливо те, що машинне навчання створює можливість інвертувати процес проектування шляхом переходу від експериментальних досліджень до досліджень, керованих обчислювальними даними, навіть якщо в комп’ютерних моделях відсутня деяка інформація. Основними умовами є те, що доступно «достатньо» даних про проблему, що цікавить, і що дані є достатньо точними».

Bessa вірить у дослідження в галузі матеріалознавства, які базуються на даних, і їх здатність революціонізувати та змінити наш спосіб життя. 

«Наука, що керується даними, революціонізує наш шлях до нових відкриттів, і я не можу дочекатися, щоб побачити, що нам принесе майбутнє».

Переймаємо від початку до кінця

Ці нові розробки показують, що існують маловідомі області, які можна трансформувати за допомогою ШІ та машинного навчання. Хоча доведено, що штучний інтелект зробить революцію в машинах, технологіях і майже в усіх інших аспектах суспільства, не часто визнається, що він також може розробити їх повністю самостійно. Настане момент, коли машинне навчання та ШІ візьмуть на себе процес проектування та розробки від початку до кінця. Люди повинні прищепити певні механізми цим технологіям, щоб вони були сумісні з нашим способом життя.