AI varētu sniegt 3D printeriem jaunas iespējas

Mājas 3D printeri varētu kļūt noderīgāki, pateicoties mākslīgā intelekta (AI) attīstībai.

Saskaņā ar nesen publicēto pētījumu pētnieki izmanto mašīnmācīšanos, lai izgatavotu drukas materiālus, kas ir spēcīgāki un stingrāki papīrs.

Jaunajiem materiāliem varētu būt lietojumprogrammas, sākot no rūpnieciskās līdz hobiju 3D drukāšanai, piemēram iepakojums, kas pielāgots konkrētai elektronikai, pielāgotiem individuālajiem aizsardzības līdzekļiem vai pat dizainers mēbeles, Kīts A. Brūns, Bostonas universitātes inženierzinātņu profesors, kurš bija viens no pētniekiem, kas veica pētījumu, pastāstīja Lifewire e-pasta intervijā.

"Mūsu mērķis ir iemācīties 3D drukāt augstas veiktspējas mehāniskos komponentus," viņš piebilda. "Tiem var būt lietojumprogrammas, sākot no rūpnieciskās līdz hobiju 3D drukāšanai, piemēram, iepakojumam pielāgota konkrētai elektronikai, pielāgotiem individuālajiem aizsardzības līdzekļiem vai pat dizaineram mēbeles."

Drukāt kaut ko?

Sistēmā, ko izstrādāja Brauna komanda, algoritms veic lielāko daļu atklāšanas procesa, lai atrastu jaunus drukas materiālus.

"Mūsu pieeja ir apvienot automatizētu ražošanu un testēšanu ar mašīnmācību, lai ātri un efektīvi identificētu augstas veiktspējas komponentus," sacīja Brauns. "Būtībā mums ir autonoms robots, kas mūsu uzraudzībā pēta šīs mehāniskās sistēmas."

Cilvēks izvēlas dažas sastāvdaļas, ievada informāciju par to ķīmisko sastāvu algoritmā un nosaka jaunā materiāla mehāniskās īpašības. Pēc tam algoritms palielina vai samazina šo komponentu daudzumu un pārbauda, ​​kā katra formula ietekmē materiāla īpašības, pirms nonāk pie ideālās kombinācijas.

Saskaņā ar dokumentu pētnieki izmantoja sistēmu, lai uzlabotu jaunu 3D drukas tinti, kas sacietē ultravioletā starojuma ietekmē. Viņi noteica sešas ķīmiskās vielas, kas jāizmanto formulējumā, un noteica algoritma mērķi, lai atklātu materiālu ar vislabāko izturību, stingrību un izturību.

Bez AI šo trīs rekvizītu optimizēšana būtu sarežģīta, jo tās var darboties vairākos nolūkos. Piemēram, stiprākais materiāls var nebūt stingrākais.

"Brutālo spēku izpēte varētu ļaut izpētīt aptuveni 100 materiālus," Džošua Agars, Lehigh universitātes profesors, kurš izmanto mašīnmācīšanos jaunu materiālu atklāšanai, pastāstīja Lifewire e-pasta intervijā. "AI un automatizētie eksperimenti var dot iespēju meklēt miljoniem paraugu."

Cilvēka ķīmiķis parasti cenšas maksimāli palielināt vienu īpašumu vienlaikus, kā rezultātā tiek veikti daudzi eksperimenti un daudz atkritumu. Taču mākslīgais intelekts to spēja izdarīt daudz ātrāk nekā cilvēks.

"AI izmantošana 3D drukāšanā ļauj [tai] veikt simtiem atkārtojumu ar vēlamajām īpašībām tajā pašā laika posmā, kad ķīmiķis veic vienu vai divus." Alesio Lorusso, uzņēmuma Roboze izpilddirektors, kurš materiālu izstrādei izmanto mākslīgo intelektu, pastāstīja Lifewire e-pasta intervijā. Viņš nebija iesaistīts MIT pētījumos. "Šī acīmredzami ir ievērojama laika un izmaksu samazināšanas tehnoloģija."

Nākotne var tikt iespiesta

Drukas materiālu atklāšanas procesu varētu padarīt vēl ātrāku, izmantojot lielāku automatizāciju, Maiks Fošijs, MIT profesors un darba līdzautors, teica ziņu izlaidumā. Pētnieki sajauca un pārbaudīja katru paraugu ar rokām, bet roboti varētu darbināt dozēšanas un sajaukšanas sistēmas nākamajās sistēmas versijās.

Galu galā pētnieki plāno pārbaudīt AI procesu lietošanai ne tikai jaunu 3D drukas tinšu izstrādē.

"Tam ir plašs pielietojums materiālu zinātnē kopumā," sacīja Fošijs. "Piemēram, ja vēlaties izstrādāt jaunus akumulatoru veidus ar augstāku efektivitāti un zemākām izmaksām, varat izmantot šādu sistēmu. Vai arī, ja vēlaties optimizēt krāsojumu automašīnai, kas darbojās labi un bija videi draudzīga, arī šī sistēma varētu to izdarīt.

Ar AI vadītu materiālu iespējas ir "bezgalīgas", tiklīdz algoritms ir izstrādāts un iekārtai ir pietiekami daudz datu, lai sāktu to precīzi lietot, sacīja Lorusso.

"Mēs uzskatām, ka ir lietderīgi atrast jaunus materiālus, jo mūsdienu superpolimēru un kompozītmateriālu veiktspēja piedāvā iespēju ražot galapatēriņa daļas," viņš piebilda. "Tie varētu aizstāt metālus un izveidot aprites ekonomikas modeli, kurā izejvielas turpina atjaunoties, pastāvīgi pārstrādājot."