Ključni podaci za van
- Vaš 3D pisač bi mogao s vremenom proizvesti jače materijale zahvaljujući napretku u istraživanju potpomognutom umjetnom inteligencijom.
- Istraživači MIT-a razvili su algoritam koji obavlja većinu procesa otkrivanja materijala.
- Tim je koristio sustav za poboljšanje nove tinte za 3D ispis koja se stvrdnjava kada je izložena ultraljubičastom svjetlu.
Kućni 3D pisači mogli bi postati korisniji zahvaljujući napretku u umjetnoj inteligenciji (AI).
Istraživači koriste strojno učenje za izradu materijala za ispis koji su jači i otporniji, prema nedavno objavljenom radu.
Novi materijali mogli bi imati primjenu od industrijskog do hobističkog 3D ispisa, kao što je pakiranje prilagođeno specifičnoj elektronici, prilagođena osobna zaštitna oprema ili čak dizajnerski namještaj, Keith A. Brown, profesor inženjerstva na Sveučilištu u Bostonu koji je među istraživačima koji provode studiju, rekao je Lifewireu u intervjuu e-poštom.
"Naš cilj je naučiti kako 3D ispisati mehaničke komponente visokih performansi", dodao je. "Oni mogu imati primjenu od industrijskog do hobističkog 3D ispisa, kao što je pakiranje prilagođeno specifičnoj elektronici, prilagođena osobna zaštitna oprema ili čak dizajnerski namještaj."
Ispisati bilo što?
U sustavu koji je razvio Brownov tim, algoritam obavlja većinu procesa otkrivanja kako bi se pronašli novi materijali za ispis.
"Naš je pristup kombinirati automatiziranu proizvodnju i testiranje sa strojnim učenjem kako bismo brzo i učinkovito identificirali komponente visokih performansi", rekao je Brown. "U biti, imamo autonomnog robota koji proučava te mehaničke sustave pod našim nadzorom."
Ako želite dizajnirati nove vrste baterija koje su veće učinkovitosti i niže cijene, možete koristiti ovakav sustav da to učinite.
Čovjek odabire nekoliko sastojaka, unosi detalje o njihovom kemijskom sastavu u algoritam i definira mehanička svojstva novog materijala. Algoritam zatim povećava ili smanjuje količine tih komponenti i provjerava kako svaka formula utječe na svojstva materijala prije nego što dođe do idealne kombinacije.
Istraživači su koristili sustav kako bi poboljšali novu tintu za 3D ispis koja se stvrdnjava kada je izložena ultraljubičastom svjetlu, piše u novinama. Identificirali su šest kemikalija za upotrebu u formulacijama i postavili cilj algoritma da otkrije materijal s najboljim performansama za žilavost, krutost i snagu.
Bez umjetne inteligencije, optimiziranje ova tri svojstva bilo bi teško jer mogu raditi u različite svrhe. Na primjer, najčvršći materijal ne mora biti i najčvršći.
"Istraživanje grubom silom moglo bi omogućiti istraživanje 100-tinjak materijala", rekao je za Lifewire u intervjuu e-poštom Joshua Agar, profesor na Sveučilištu Lehigh koji koristi strojno učenje za otkrivanje novih materijala. "AI i automatizirani eksperimenti mogu omogućiti pretraživanje milijuna uzoraka."
Ljudski kemičar obično bi pokušao maksimizirati jedno po jedno svojstvo, što bi rezultiralo mnogim eksperimentima i velikim gubitkom. Ali umjetna inteligencija je to uspjela učiniti mnogo brže od čovjeka.
"Korištenje umjetne inteligencije u 3D ispisu omogućuje [izvođenje] stotina ponavljanja sa željenim karakteristikama u istom vremenskom okviru kao što kemičar izvodi jedno ili dva, " Alessio Lorusso, izvršni direktor Roboze, tvrtke koja koristi umjetnu inteligenciju za razvijati materijale, rekao je Lifewireu u intervjuu e-poštom. Nije bio uključen u istraživanje MIT-a. "Ovo je očito izvanredna tehnologija koja smanjuje vrijeme i troškove."
Budućnost bi mogla biti ispisana
Proces otkrivanja materijala za ispis mogao bi biti još brži s više automatizacije, rekao je Mike Foshey, profesor MIT-a i jedan od vodećih autora rada, u priopćenju za javnost. Istraživači su miješali i testirali svaki uzorak ručno, ali roboti bi mogli upravljati sustavima za doziranje i miješanje u budućim verzijama sustava.
Naposljetku, istraživači planiraju testirati AI proces za upotrebu izvan razvoja novih tinti za 3D ispis.
"Ovo ima široku primjenu u znanosti o materijalima općenito", rekao je Foshey. "Na primjer, ako želite dizajnirati nove vrste baterija koje su veće učinkovitosti i niže cijene, mogli biste upotrijebiti ovakav sustav za to. Ili, ako želite optimizirati boju za automobil koji ima dobre performanse i ekološki je prihvatljiv, ovaj bi sustav mogao i to učiniti."
Mogućnosti za materijale koje pokreće umjetna inteligencija su "beskrajne" nakon što se algoritam razvije i stroj ima dovoljno podataka da ga počne točno primjenjivati, rekao je Lorusso.
"Vjerujemo da je korisno pronaći nove materijale jer performanse koje danas postižu superpolimeri i kompoziti nude mogućnost proizvodnje dijelova za krajnju upotrebu", dodao je. "Mogli bi zamijeniti metale i stvoriti model kružnog gospodarstva, gdje se sirovina nastavlja sama obnavljati stalnim recikliranjem."
