يمكن أن يمنح الذكاء الاصطناعي طابعات ثلاثية الأبعاد قدرات جديدة

يمكن أن تصبح الطابعات ثلاثية الأبعاد في المنزل أكثر فائدة بفضل التطورات في الذكاء الاصطناعي (AI).

يستخدم الباحثون التعلم الآلي لصنع مواد طباعة أقوى وأكثر صرامة ، وفقًا لما نشره مؤخرًا ورق.

يمكن أن تحتوي المواد الجديدة على تطبيقات تتراوح من الطباعة ثلاثية الأبعاد الصناعية إلى الطباعة ثلاثية الأبعاد مثل عبوات مصممة خصيصًا لإلكترونيات معينة أو معدات الحماية الشخصية المخصصة أو حتى المصمم أثاث المنزل، كيث أ. بنى، أستاذ الهندسة في جامعة بوسطن الذي كان من بين الباحثين الذين أجروا الدراسة ، أخبر لايف واير في مقابلة عبر البريد الإلكتروني.

وأضاف: "هدفنا هو تعلم كيفية الطباعة ثلاثية الأبعاد لمكونات ميكانيكية عالية الأداء". "يمكن أن يكون لهذه التطبيقات تطبيقات تتراوح من الطباعة ثلاثية الأبعاد الصناعية إلى الطباعة ثلاثية الأبعاد للهواة مثل التغليف مصمم خصيصًا لأجهزة إلكترونية معينة أو معدات حماية شخصية مخصصة أو حتى مصمم أثاث المنزل."

طباعة أي شيء؟

في النظام الذي طوره فريق براون ، تقوم الخوارزمية بمعظم عملية الاكتشاف للعثور على مواد طباعة جديدة.

قال براون: "نهجنا هو الجمع بين التصنيع الآلي والاختبار مع التعلم الآلي لتحديد المكونات عالية الأداء بسرعة وكفاءة. "في الأساس ، لدينا روبوت مستقل يدرس هذه الأنظمة الميكانيكية تحت إشرافنا."

يختار الإنسان عددًا قليلاً من المكونات ، ويُدخل تفاصيل عن التركيبات الكيميائية في الخوارزمية ، ويحدد الخصائص الميكانيكية للمادة الجديدة. ثم تزيد الخوارزمية أو تنقص كميات هذه المكونات وتتحقق من كيفية تأثير كل صيغة على خصائص المادة قبل الوصول إلى التركيبة المثالية.

استخدم الباحثون النظام لتحسين حبر طباعة ثلاثي الأبعاد جديد يتصاعد عند تعرضه للأشعة فوق البنفسجية ، وفقًا للورقة. حددوا ستة مواد كيميائية لاستخدامها في الصيغ ووضعوا هدف الخوارزمية للكشف عن أفضل المواد أداءً للصلابة والصلابة والقوة.

بدون الذكاء الاصطناعي ، سيكون تحسين هذه الخصائص الثلاثة أمرًا صعبًا لأنها يمكن أن تعمل في أغراض متقاطعة. على سبيل المثال ، قد لا تكون أقوى مادة هي الأكثر صلابة.

"قد يسمح استكشاف القوة الغاشمة باستكشاف 100 مادة أو نحو ذلك ،" جوشوا أجارقال أستاذ في جامعة Lehigh يستخدم التعلم الآلي لاكتشاف مواد جديدة ، لـ Lifewire في مقابلة عبر البريد الإلكتروني. "يمكن للذكاء الاصطناعي والتجارب الآلية تمكين البحث في ملايين العينات."

عادةً ما يحاول الكيميائي البشري تعظيم خاصية واحدة في كل مرة ، مما يؤدي إلى العديد من التجارب والكثير من النفايات. لكن الذكاء الاصطناعي كان قادرًا على القيام بذلك أسرع بكثير من الإنسان.

"يسمح استخدام الذكاء الاصطناعي في الطباعة ثلاثية الأبعاد [بأداء] مئات التكرارات بالخصائص المرغوبة في نفس الإطار الزمني لعامل كيميائي يقوم بواحدة أو اثنتين ،" أليسيو لوروسو، الرئيس التنفيذي لشركة Roboze ، وهي شركة تستخدم الذكاء الاصطناعي لتطوير المواد ، أخبر Lifewire في مقابلة عبر البريد الإلكتروني. لم يشارك في أبحاث معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. "من الواضح أن هذا وقت رائع وتكنولوجيا لخفض التكاليف."

قد يُطبع المستقبل

يمكن جعل عملية اكتشاف مواد الطباعة أسرع مع مزيد من الأتمتة ، مايك فوشىقال الأستاذ في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والمؤلف الرئيسي المشارك للورقة في بيان صحفي. قام الباحثون بخلط واختبار كل عينة يدويًا ، لكن الروبوتات يمكنها تشغيل أنظمة التوزيع والخلط في إصدارات النظام المستقبلية.

في النهاية ، يخطط الباحثون لاختبار عملية الذكاء الاصطناعي لاستخدامات تتجاوز تطوير أحبار الطباعة ثلاثية الأبعاد الجديدة.

قال فوشى: "هذا له تطبيقات واسعة عبر علم المواد بشكل عام". "على سبيل المثال ، إذا أردت تصميم أنواع جديدة من البطاريات ذات كفاءة أعلى وتكلفة أقل ، يمكنك استخدام نظام كهذا للقيام بذلك. أو ، إذا كنت ترغب في تحسين الطلاء لسيارة تعمل بشكل جيد وصديقة للبيئة ، فيمكن لهذا النظام أن يفعل ذلك أيضًا ".

قال لوروسو إن إمكانيات المواد التي يحركها الذكاء الاصطناعي "لا حصر لها" بمجرد تطوير الخوارزمية وحصول الجهاز على بيانات كافية لبدء تطبيقها بدقة.

وأضاف: "نعتقد أنه من المفيد العثور على مواد جديدة لأن الأداء الذي تحققه اليوم البوليمرات الفائقة والمركبات يوفر إمكانية إنتاج أجزاء للاستخدام النهائي". "يمكنهم استبدال المعادن وإنشاء نموذج اقتصاد دائري ، حيث تستمر المادة الخام في تجديد نفسها من خلال إعادة التدوير المستمر."