Cum arată materialul minune creat de inteligența artificială? Oamenii de știință au folosit AI pentru a proiecta nanomateriale nemaivăzute până acum, cu rezistența oțelului carbon și ușoare ca spuma ori polistirenul.
Cum arată materialul minune creat de inteligența artificială? Mai ușor ca spuma, mai dur ca oțelul
Noile nanomateriale, realizate cu ajutorul învățării automate și al unei imprimante 3D, au mai mult decât dublat rezistența modelelor existente.
Oamenii de știință din spatele noului studiu au declarat că acestea ar putea fi utilizate în componente mai puternice, mai ușoare și mai eficiente din punct de vedere al consumului de combustibil pentru avioane și mașini. Ei și-au publicat rezultatele pe 23 ianuarie în revista Advanced Materials, scrie Live Science.
Citește și: Grok, chatbot-ul lui Elon Musk, a primit o aplicație xAI dedicată pentru iPhone. Ce știe să facă
„Sperăm că aceste noi modele de materiale vor duce în cele din urmă la componente ultraușoare în aplicații aerospațiale, cum ar fi avioane, elicoptere și nave spațiale, care pot reduce necesarul de combustibil în timpul zborului, menținând în același timp siguranța și performanța”, a declarat coautorul studiului Tobin Filleter, profesor de inginerie la Universitatea din Toronto.
„Acest lucru poate contribui în cele din urmă la reducerea amprentei ridicate de carbon a zborului”, a adăugat el.
Așa arată structura noului material creat cu ajutorul AI - Foto: Live Science/University of Toronto Engineering
În multe materiale, rezistența și duritatea pot fi adesea în contradicție. Să luăm, de exemplu, o farfurie din ceramică: în timp ce farfuriile sunt de obicei rezistente și pot suporta sarcini grele, rezistența lor vine în detrimentul durității - nu este nevoie de multă energie pentru a le face să se spargă.
Inteligența artificială poate crea nanomateriale
Aceeași problemă se aplică și materialelor nanoarhitecturale, a căror construcție din mulțimi de blocuri de construcție mici, care se repetă la 1/100 din grosimea unui fir de păr uman, le face puternice și rigide pentru greutatea lor, dar poate provoca, de asemenea, concentrații de stres care duc la ruperi bruște. Până în prezent, această tendință de a se sparge a limitat aplicațiile materialelor.
„Pe măsură ce mă gândeam la această provocare, mi-am dat seama că este o problemă perfectă pentru a fi abordată de învățarea automată”, a declarat Peter Serles, cercetător în inginerie la Caltech, autorul principal al studiului.
Pentru a căuta modalități mai bune de proiectare a nanomaterialelor, cercetătorii au simulat geometrii posibile pentru designul lor înainte de a le trece printr-un algoritm de învățare automată.
Învățând din modelele generate, algoritmul a fost capabil să prezică cele mai bune forme care să distribuie uniform tensiunile aplicate, suportând în același timp o sarcină grea.
Cu aceste forme în mână, cercetătorii au folosit o imprimantă 3D pentru a-și crea noile nanolattice, adică materiale sintetice poroase formate din elemente de o mărime nanometrică.
Ei au descoperit că acestea pot rezista la o tensiune de 2,03 megapascali pentru fiecare metru cub pe kilogram - o rezistență de cinci ori mai mare decât titanul.
„Aceasta este prima dată când învățarea automată a fost aplicată pentru optimizarea materialelor nanoarhitecturale și am fost șocați de îmbunătățiri”, a declarat Serles.
„Nu a replicat doar geometrii de succes din datele de antrenament; a învățat din ce modificări ale formelor au funcționat și din ce nu, permițându-i să prezică geometrii de rețea complet noi”, a mai spus acesta.
Cercetătorii au declarat că următorii lor pași se vor axa pe extinderea materialelor până când acestea vor putea fi utilizate pentru a produce componente mai mari, căutând în același timp modele și mai bune folosind procesul lor.
Citește și: Ce locuri de muncă nu pot fi înlocuite de AI? Profesiile pentru care oamenii sunt indispensabili
Scopul principal este de a proiecta componente mult mai ușoare și mai puternice pentru vehiculele din viitor. Noua tehnică ar putea produce materiale utilizate în elicoptere, avioane și nave spațiale.
„De exemplu, dacă ați înlocui componentele din titan de pe un avion cu acest material, ați economisi 80 de litri de combustibil pe an pentru fiecare kilogram de material înlocuit”, a mai declarat Serles.
