Vật liệu siêu nén được phát triển thông qua Trí tuệ nhân tạo

Một vật liệu siêu nén mới được phát triển thông qua Trí tuệ nhân tạo bởi các nhà nghiên cứu tại TU Delft có thể biến đổi nhiều vật dụng hàng ngày của chúng ta trong khi vẫn giữ được độ bền. Các nhà nghiên cứu không thực hiện bất kỳ thử nghiệm nào, và họ tạo ra vật liệu này chỉ bằng trí tuệ nhân tạo và học máy.

Miguel Bessa là tác giả đầu tiên của bài báo được xuất bản trên Advanced Materials vào ngày 14 tháng 10.

“Trí tuệ nhân tạo cung cấp cho bạn một bản đồ kho báu, và nhà khoa học cần phải tìm thấy kho báu,” ông nói.

Biến đổi các vật dụng hàng ngày

Miguel Bessa, một giáo sư trợ lý về khoa học vật liệu tại TU Delft, đã có ý tưởng tạo ra vật liệu này sau khi dành thời gian tại Viện Công nghệ California. Đó là nơi, tại Phòng thí nghiệm Kết cấu Không gian, ông đã quan sát một cấu trúc vệ tinh có thể mở rộng các cánh năng lượng mặt trời từ một gói nhỏ.

Sau khi thấy điều này, Bessa muốn biết liệu có thể thiết kế một vật liệu siêu nén nhưng vẫn mạnh và nén nó thành một phần nhỏ của thể tích của nó.

“Nếu điều này có thể xảy ra, các vật dụng hàng ngày như xe đạp, bàn ăn và ô sẽ có thể được gấp vào túi của bạn,” ông nói.

Thế hệ vật liệu tiếp theo

Bessa tin rằng điều quan trọng là thế hệ vật liệu tiếp theo phải có khả năng thích ứng và đa năng với khả năng thay đổi. Cách để làm điều này là thông qua các vật liệu được thống trị bởi cấu trúc, đó là các vật liệu siêu phân tử có thể khai thác các hình học mới. Điều này sẽ cho phép các vật liệu có các tính chất và chức năng mà trước đây không tồn tại.

“Tuy nhiên, thiết kế vật liệu siêu phân tử đã dựa vào các thí nghiệm rộng rãi và phương pháp thử nghiệm và sai lầm,” Bessa nói. “Chúng tôi lập luận ủng hộ việc đảo ngược quá trình bằng cách sử dụng học máy để khám phá các khả năng thiết kế mới, trong khi giảm thiểu thí nghiệm xuống mức tối thiểu.”

“Chúng tôi theo một phương pháp tính toán dựa trên dữ liệu để khám phá một khái niệm vật liệu siêu phân tử mới và thích nghi nó với các thuộc tính mục tiêu khác nhau, lựa chọn vật liệu cơ bản, quy mô chiều dài và các quá trình sản xuất.“

Các khả năng mới

Sử dụng học máy, Bessa đã phát triển hai thiết kế có các quy mô chiều dài khác nhau cho vật liệu siêu nén được phát triển thông qua Trí tuệ nhân tạo. Họ đã biến đổi các polymer giòn thành các vật liệu siêu phân tử nhẹ hơn và có khả năng phục hồi nhiều hơn. Điều quan trọng và ấn tượng nhất về các vật liệu siêu phân tử mới này là chúng siêu nén. Thiết kế quy mô lớn tập trung vào khả năng nén tối đa, trong khi quy mô nhỏ hơn phù hợp với độ bền và độ cứng cao.

Bessa cho rằng phần quan trọng nhất của công việc là không phải là vật liệu thực sự được phát triển, mà là cách thiết kế mới thông qua việc sử dụng học máy và trí tuệ nhân tạo. Điều này có thể mở ra các khả năng mà trước đây không biết đến.

“Điều quan trọng là học máy tạo ra cơ hội để đảo ngược quá trình thiết kế bằng cách chuyển từ các cuộc điều tra được hướng dẫn bởi thí nghiệm sang các cuộc điều tra được dẫn dắt bởi dữ liệu tính toán, thậm chí khi các mô hình máy tính thiếu một số thông tin. Các yêu cầu thiết yếu là phải có đủ dữ liệu về vấn đề quan tâm và dữ liệu phải chính xác.”

Bessa tin vào nghiên cứu dựa trên dữ liệu trong khoa học vật liệu và khả năng cách mạng hóa và biến đổi cách sống của chúng ta.

“Khoa học dựa trên dữ liệu sẽ cách mạng hóa cách chúng ta đạt được những khám phá mới, và tôi không thể chờ đợi để xem tương lai sẽ mang lại cho chúng ta những gì.”

Đánh dấu từ đầu đến cuối

Những phát triển mới này cho thấy có những lĩnh vực có thể được biến đổi bởi Trí tuệ nhân tạo và học máy mà không được biết đến rộng rãi. Trong khi đã được chứng minh rằng trí tuệ nhân tạo sẽ cách mạng hóa máy móc, công nghệ và gần như mọi khía cạnh khác của xã hội, thì không thường được công nhận rằng nó cũng có thể phát triển những điều này hoàn toàn độc lập. Sẽ có một thời điểm mà học máy và trí tuệ nhân tạo sẽ tiếp quản quá trình thiết kế và phát triển từ đầu đến cuối. Sẽ phụ thuộc vào con người để thiết lập các cơ chế nhất định trong những công nghệ này để chúng tương thích với cách sống của chúng ta.