Ключови изводи
- Вашият 3D принтер евентуално може да е в състояние да произвежда по-здрави материали благодарение на напредъка в изследванията, подпомагани от AI.
- Изследователите на MIT са разработили алгоритъм, който изпълнява по-голямата част от процеса на откриване на материали.
- Екипът използва системата, за да подобри ново мастило за 3D печат, което се втвърдява, когато е изложено на ултравиолетова светлина.
Домашните 3D принтери могат да станат по-полезни благодарение на напредъка в изкуствения интелект (AI).
Изследователите използват машинно обучение, за да направят печатни материали, които са по-здрави и издръжливи, според наскоро публикувана статия.
Новите материали могат да имат приложения, които варират от индустриален до любителски 3D печат, като опаковки, пригодени за специфична електроника, персонализирани лични предпазни средства или дори дизайнерски мебели, Кийт А. Браун, професор по инженерство в Бостънския университет, който беше сред изследователите, провеждащи проучването, каза Lifewire в интервю по имейл.
"Нашата цел е да научим как да 3D отпечатваме високопроизводителни механични компоненти", добави той. „Те могат да имат приложения, които варират от индустриален до любителски 3D печат, като опаковки, пригодени за специфична електроника, персонализирани лични предпазни средства или дори дизайнерски мебели.“
Отпечатате ли нещо?
В системата, разработена от екипа на Браун, алгоритъм извършва по-голямата част от процеса на откриване, за да намери нови материали за печат.
"Нашият подход е да комбинираме автоматизирано производство и тестване с машинно обучение за бързо и ефективно идентифициране на компоненти с висока производителност", каза Браун. „По същество имаме автономен робот, който изучава тези механични системи под наш надзор.“
Ако искате да проектирате нови видове батерии, които са с по-висока ефективност и по-ниска цена, можете да използвате система като тази, за да го направите.
Човек избира няколко съставки, въвежда подробности за химичния им състав в алгоритъма и определя механичните свойства на новия материал. След това алгоритъмът увеличава или намалява количествата на тези компоненти и проверява как всяка формула влияе върху свойствата на материала, преди да стигне до идеалната комбинация.
Изследователите са използвали системата, за да подобрят ново мастило за 3D печат, което се втвърдява, когато е изложено на ултравиолетова светлина, според вестника. Те идентифицираха шест химикала, които да се използват във формулите, и поставиха целта на алгоритъма да разкрие най-добрия материал за издръжливост, твърдост и здравина.
Без AI, оптимизирането на тези три свойства би било трудно, защото те могат да работят с различни цели. Например, най-здравият материал може да не е най-твърдият.
"Изследването с груба сила може да позволи изследването на около 100 материала", каза Джошуа Агар, професор в университета Лихай, който използва машинно обучение за откриване на нови материали, в интервю за Lifewire по имейл. „ИИ и автоматизираните експерименти могат да дадат възможност за търсене в милиони проби.“
Човекът химик обикновено се опитва да максимизира едно свойство наведнъж, което води до много експерименти и много отпадъци. Но AI успя да го направи много по-бързо от човек.
"Използването на AI в 3D принтирането му позволява [да изпълнява] стотици повторения с желаните характеристики в същия период от време, както химик извършва едно или две, " Алесио Лорусо, главен изпълнителен директор на Roboze, компания, която използва AI за разработете материали, каза Lifewire в интервю по имейл. Той не е участвал в изследванията на MIT. „Това очевидно е забележителна технология за намаляване на времето и разходите.“
Бъдещето може да бъде отпечатано
Процесът на откриване на материали за отпечатване може да стане още по-бърз с повече автоматизация, каза Майк Фоши, професор от Масачузетския технологичен институт и съавтор на статията, в съобщение за новини. Изследователите смесват и тестват всяка проба на ръка, но роботи могат да управляват системите за дозиране и смесване в бъдещите версии на системата.
В крайна сметка изследователите планират да тестват AI процеса за приложения извън разработването на нови мастила за 3D печат.
"Това има широко приложение в науката за материалите като цяло", каза Фоши. „Например, ако искате да проектирате нови видове батерии, които са с по-висока ефективност и по-ниска цена, можете да използвате система като тази, за да го направите. Или, ако искате да оптимизирате боята за кола, която се представя добре и е екологична, тази система може да направи и това."
Възможностите за управлявани от изкуствен интелект материали са „безкрайни“, след като алгоритъмът бъде разработен и машината има достатъчно данни, за да започне да го прилага точно, каза Лорусо.
"Ние вярваме, че е полезно да се намерят нови материали, тъй като представянето, постигнато днес от суперполимери и композити, предлага възможност за производство на части за крайна употреба", добави той. „Те могат да заменят металите и да създадат модел на кръгова икономика, при който суровината продължава да се регенерира чрез постоянно рециклиране.“
