La IA podría brindar nuevas capacidades a las impresoras 3D

Las impresoras 3D para el hogar podrían volverse más útiles gracias a los avances en inteligencia artificial (IA).

Los investigadores están utilizando el aprendizaje automático para fabricar materiales de impresión que sean más resistentes y resistentes, según un informe publicado recientemente. papel.

Los nuevos materiales podrían tener aplicaciones que van desde la impresión 3D industrial hasta la impresión 3D para aficionados, como embalajes hechos a medida para dispositivos electrónicos específicos, equipos de protección personal personalizados o incluso de diseño muebles,

Keith A. marrón, dijo a Lifewire en una entrevista por correo electrónico un profesor de ingeniería de la Universidad de Boston que se encontraba entre los investigadores que realizaron el estudio.

"Nuestro objetivo es aprender a imprimir en 3D componentes mecánicos de alto rendimiento", añadió. "Estos pueden tener aplicaciones que van desde la impresión 3D industrial hasta la impresión 3D para aficionados, como embalajes Diseñado para dispositivos electrónicos específicos, equipos de protección personal personalizados o incluso diseñadores. muebles."

Imprimir algo?

En el sistema que desarrolló el equipo de Brown, un algoritmo realiza la mayor parte del proceso de descubrimiento para encontrar nuevos materiales de impresión.

"Nuestro enfoque consiste en combinar la fabricación y las pruebas automatizadas con el aprendizaje automático para identificar de forma rápida y eficiente los componentes de alto rendimiento", dijo Brown. "En esencia, tenemos un robot autónomo que está estudiando estos sistemas mecánicos bajo nuestra supervisión".

Un ser humano selecciona algunos ingredientes, ingresa detalles sobre sus composiciones químicas en el algoritmo y define las propiedades mecánicas del nuevo material. Luego, el algoritmo aumenta o disminuye las cantidades de esos componentes y verifica cómo cada fórmula afecta las propiedades del material antes de llegar a la combinación ideal.

Los investigadores utilizaron el sistema para mejorar una nueva tinta de impresión 3D que se endurece cuando se expone a la luz ultravioleta, según el documento. Identificaron seis productos químicos para usar en las formulaciones y establecieron el objetivo del algoritmo de descubrir el material de mejor rendimiento en cuanto a dureza, rigidez y resistencia.

Sin IA, optimizar estas tres propiedades sería complicado porque pueden funcionar con propósitos cruzados. Por ejemplo, es posible que el material más resistente no sea el más rígido.

"La exploración de fuerza bruta podría permitir la exploración de unos 100 materiales", Agar Joshua, profesor de la Universidad de Lehigh que usa el aprendizaje automático para descubrir nuevos materiales, dijo a Lifewire en una entrevista por correo electrónico. "La IA y los experimentos automatizados pueden permitir la búsqueda de millones de muestras".

Un químico humano normalmente intentaría maximizar una propiedad a la vez, lo que resulta en muchos experimentos y mucho desperdicio. Pero la IA pudo hacerlo mucho más rápido que un humano.

"El uso de la IA en la impresión 3D le permite realizar cientos de repeticiones con las características deseadas en el mismo período de tiempo que un químico realiza una o dos". Alessio Lorusso, CEO de Roboze, una compañía que usa IA para desarrollar materiales, dijo a Lifewire en una entrevista por correo electrónico. No participó en la investigación del MIT. "Obviamente, esta es una tecnología notable que reduce el tiempo y los costos".

El futuro puede imprimirse

El proceso de descubrimiento de materiales de impresión podría acelerarse aún más con una mayor automatización, Mike Foshey, dijo un profesor del MIT y coautor principal del artículo, en un comunicado de prensa. Los investigadores mezclaron y probaron cada muestra a mano, pero los robots podrían operar los sistemas de dispensación y mezcla en versiones futuras del sistema.

Eventualmente, los investigadores planean probar el proceso de IA para usos más allá del desarrollo de nuevas tintas de impresión 3D.

"Esto tiene amplias aplicaciones en la ciencia de los materiales en general", dijo Foshey. "Por ejemplo, si quisiera diseñar nuevos tipos de baterías que fueran de mayor eficiencia y menor costo, podría usar un sistema como este para hacerlo. O, si desea optimizar la pintura para un automóvil que se desempeña bien y es amigable con el medio ambiente, este sistema también podría hacerlo ".

Las posibilidades para los materiales impulsados ​​por IA son "infinitas" una vez que se desarrolla el algoritmo y la máquina tiene suficientes datos para comenzar a aplicarlo con precisión, dijo Lorusso.

"Creemos que es útil encontrar nuevos materiales porque los rendimientos que alcanzan hoy los superpolímeros y los compuestos ofrecen la posibilidad de producir piezas de uso final", añadió. "Podrían reemplazar los metales y crear un modelo de economía circular, donde la materia prima continúa regenerándose a través del reciclaje constante".