L'intelligenza artificiale potrebbe offrire nuove funzionalità alle stampanti 3D

Le stampanti 3D domestiche potrebbero diventare più utili grazie ai progressi dell'intelligenza artificiale (AI).

Secondo un articolo pubblicato di recente, i ricercatori stanno utilizzando l'apprendimento automatico per realizzare materiali di stampa più resistenti e resistenti carta.

I nuovi materiali potrebbero avere applicazioni che vanno dalla stampa 3D industriale a quella per hobbisti come imballaggi su misura per elettronica specifica, dispositivi di protezione individuale personalizzati o persino designer Arredamento, Keith A. Marrone

, un professore di ingegneria alla Boston University che era tra i ricercatori che hanno condotto lo studio, ha detto a Lifewire in un'intervista via e-mail.

"Il nostro obiettivo è imparare a stampare in 3D componenti meccanici ad alte prestazioni", ha aggiunto. "Questi possono avere applicazioni che vanno dalla stampa 3D industriale a quella per hobbisti come il packaging su misura per elettronica specifica, dispositivi di protezione individuale personalizzati o persino designer Arredamento."

Stampa qualcosa?

Nel sistema sviluppato dal team di Brown, un algoritmo esegue la maggior parte del processo di scoperta per trovare nuovi materiali di stampa.

"Il nostro approccio consiste nel combinare la produzione e i test automatizzati con l'apprendimento automatico per identificare in modo rapido ed efficiente componenti ad alte prestazioni", ha affermato Brown. "In sostanza, abbiamo un robot autonomo che sta studiando questi sistemi meccanici sotto la nostra supervisione".

Un essere umano seleziona alcuni ingredienti, inserisce i dettagli sulla loro composizione chimica nell'algoritmo e definisce le proprietà meccaniche del nuovo materiale. L'algoritmo quindi aumenta o diminuisce le quantità di tali componenti e verifica come ciascuna formula influisca sulle proprietà del materiale prima di arrivare alla combinazione ideale.

I ricercatori hanno utilizzato il sistema per migliorare un nuovo inchiostro da stampa 3D che si indurisce quando esposto alla luce ultravioletta, secondo il documento. Hanno identificato sei sostanze chimiche da utilizzare nelle formulazioni e hanno fissato l'obiettivo dell'algoritmo di scoprire il materiale con le migliori prestazioni per tenacità, rigidità e resistenza.

Senza l'intelligenza artificiale, l'ottimizzazione di queste tre proprietà sarebbe complicata perché possono funzionare a scopi incrociati. Ad esempio, il materiale più resistente potrebbe non essere il più rigido.

"L'esplorazione della forza bruta potrebbe consentire l'esplorazione di circa 100 materiali", Joshua Agar, un professore della Lehigh University che utilizza l'apprendimento automatico per scoprire nuovi materiali, ha dichiarato a Lifewire in un'intervista via e-mail. "L'intelligenza artificiale e gli esperimenti automatizzati possono consentire la ricerca di milioni di campioni".

Un chimico umano in genere cercherebbe di massimizzare una proprietà alla volta, risultando in molti esperimenti e molti sprechi. Ma l'intelligenza artificiale è stata in grado di farlo molto più velocemente di un essere umano.

"L'uso dell'intelligenza artificiale nella stampa 3D consente [di eseguire] centinaia di ripetizioni con le caratteristiche desiderate nello stesso lasso di tempo di un chimico che ne esegue una o due", Alessio Lorusso, CEO di Roboze, un'azienda che utilizza l'intelligenza artificiale per sviluppare materiali, ha dichiarato a Lifewire in un'intervista via e-mail. Non era coinvolto nella ricerca del MIT. "Si tratta ovviamente di una tecnologia notevole per ridurre i tempi e i costi".

Il futuro può essere stampato

Il processo di scoperta dei materiali per la stampa potrebbe essere reso ancora più veloce con una maggiore automazione, Mike Foshey, un professore del MIT e co-autore del documento, ha detto in un comunicato stampa. I ricercatori hanno miscelato e testato manualmente ogni campione, ma i robot potrebbero far funzionare i sistemi di erogazione e miscelazione nelle future versioni del sistema.

Alla fine, i ricercatori hanno in programma di testare il processo di intelligenza artificiale per usi oltre lo sviluppo di nuovi inchiostri di stampa 3D.

"Questo ha ampie applicazioni nella scienza dei materiali in generale", ha detto Foshey. "Ad esempio, se volessi progettare nuovi tipi di batterie con maggiore efficienza e costi inferiori, potresti utilizzare un sistema come questo per farlo. Oppure, se volevi ottimizzare la vernice per un'auto che si comportava bene ed era rispettosa dell'ambiente, questo sistema poteva fare anche questo".

Le possibilità per i materiali basati sull'intelligenza artificiale sono "infinite" una volta che l'algoritmo è stato sviluppato e la macchina ha dati sufficienti per iniziare ad applicarlo con precisione, ha affermato Lorusso.

"Crediamo che sia utile trovare nuovi materiali perché le prestazioni raggiunte oggi dai super polimeri e dai compositi offrono la possibilità di produrre parti per uso finale", ha aggiunto. "Potrebbero sostituire i metalli e creare un modello di economia circolare, in cui la materia prima continua a rigenerarsi attraverso un riciclo costante".