Sztuczna inteligencja może dać drukarkom 3D nowe możliwości

Domowe drukarki 3D mogą stać się bardziej przydatne dzięki postępom w sztucznej inteligencji (AI).

Według niedawno opublikowanej publikacji naukowcy wykorzystują uczenie maszynowe do tworzenia mocniejszych i wytrzymalszych materiałów drukarskich papier.

Nowe materiały mogą mieć zastosowania od przemysłowego po hobbystyczne drukowanie 3D, takie jak: opakowanie dostosowane do konkretnej elektroniki, indywidualnego sprzętu ochrony osobistej, a nawet projektanta meble, Keith A. brązowy, profesor inżynierii na Uniwersytecie w Bostonie, który był wśród naukowców prowadzących badanie, powiedział Lifewire w wywiadzie e-mailowym.

„Naszym celem jest nauczenie się drukowania w 3D wysokowydajnych komponentów mechanicznych” – dodał. „Mogą one mieć zastosowanie w różnych zastosowaniach, od przemysłowego do hobbystycznego drukowania 3D, na przykład na opakowaniach”. dostosowane do konkretnej elektroniki, spersonalizowanego sprzętu ochrony osobistej, a nawet projektanta meble."

Wydrukować coś?

W systemie opracowanym przez zespół Browna algorytm wykonuje większość procesu wykrywania w celu znalezienia nowych materiałów do drukowania.

„Nasze podejście polega na połączeniu zautomatyzowanej produkcji i testowania z uczeniem maszynowym, aby szybko i wydajnie identyfikować komponenty o wysokiej wydajności” – powiedział Brown. „W istocie mamy autonomicznego robota, który bada te systemy mechaniczne pod naszym nadzorem”.

Człowiek wybiera kilka składników, wprowadza do algorytmu szczegółowe informacje o ich składzie chemicznym i określa właściwości mechaniczne nowego materiału. Algorytm następnie zwiększa lub zmniejsza ilość tych składników i sprawdza, jak każda formuła wpływa na właściwości materiału, zanim osiągnie idealną kombinację.

Jak czytamy w artykule, naukowcy wykorzystali system do ulepszenia nowej farby drukarskiej 3D, która twardnieje pod wpływem światła ultrafioletowego. Zidentyfikowali sześć substancji chemicznych do wykorzystania w recepturach i wyznaczyli cel algorytmu, aby odkryć materiał o najlepszych parametrach pod względem twardości, sztywności i wytrzymałości.

Bez sztucznej inteligencji optymalizacja tych trzech właściwości byłaby trudna, ponieważ mogą one działać w różnych celach. Na przykład najmocniejszy materiał może nie być najsztywniejszy.

„Eksploracja siłowa może pozwolić na eksplorację około 100 materiałów” Joshua Agar, profesor na Lehigh University, który wykorzystuje uczenie maszynowe do odkrywania nowych materiałów, powiedział Lifewire w e-mailowym wywiadzie. „Sztuczna inteligencja i zautomatyzowane eksperymenty mogą umożliwić przeszukiwanie milionów próbek”.

Chemik-człowiek zazwyczaj próbowałby zmaksymalizować jedną właściwość na raz, co skutkuje wieloma eksperymentami i dużą ilością odpadów. Ale sztuczna inteligencja była w stanie zrobić to znacznie szybciej niż człowiek.

„Wykorzystanie sztucznej inteligencji w drukowaniu 3D pozwala na wykonanie setek powtórzeń o pożądanych właściwościach w tym samym czasie, w którym chemik wykonuje jedno lub dwa” Alessio Lorusso, dyrektor generalny Roboze, firmy, która wykorzystuje sztuczną inteligencję do opracowywania materiałów, powiedział Lifewire w rozmowie e-mailowej. Nie był zaangażowany w badania MIT. „To oczywiście niezwykła technologia pozwalająca na redukcję czasu i kosztów”.

Przyszłość może być wydrukowana

Proces odkrywania materiałów do drukowania mógłby być jeszcze szybszy dzięki większej automatyzacji, Mike Foshey, profesor MIT i współautor artykułu, powiedział w komunikacie prasowym. Naukowcy mieszali i testowali każdą próbkę ręcznie, ale roboty mogą obsługiwać systemy dozowania i mieszania w przyszłych wersjach systemu.

Ostatecznie naukowcy planują przetestować proces sztucznej inteligencji pod kątem zastosowań wykraczających poza opracowywanie nowych atramentów do druku 3D.

„Ma to szerokie zastosowanie w całej materiałoznawstwie” – powiedział Foshey. „Na przykład, jeśli chcesz zaprojektować nowe typy akumulatorów, które byłyby bardziej wydajne i tańsze, możesz użyć takiego systemu, aby to zrobić. Lub, jeśli chcesz zoptymalizować lakier do samochodu, który dobrze się sprawdzał i był przyjazny dla środowiska, ten system również może to zrobić”.

Możliwości dla materiałów opartych na sztucznej inteligencji są „nieskończone”, gdy algorytm zostanie opracowany, a maszyna będzie miała wystarczającą ilość danych, aby zacząć go dokładnie stosować, powiedział Lorusso.

„Uważamy, że znalezienie nowych materiałów jest przydatne, ponieważ osiągi osiągane dzisiaj przez superpolimery i kompozyty dają możliwość produkcji części do użytku końcowego” – dodał. „Mogą zastąpić metale i stworzyć model gospodarki o obiegu zamkniętym, w którym surowiec będzie się nadal regenerował poprzez ciągły recykling”.