AI สามารถให้ความสามารถใหม่แก่เครื่องพิมพ์ 3 มิติ

เครื่องพิมพ์ 3 มิติในบ้านอาจมีประโยชน์มากขึ้นด้วยความก้าวหน้าทางปัญญาประดิษฐ์ (AI)

นักวิจัยกำลังใช้แมชชีนเลิร์นนิงเพื่อสร้างวัสดุการพิมพ์ที่แข็งแรงและแข็งแกร่งยิ่งขึ้น กระดาษ.

วัสดุใหม่นี้อาจมีการใช้งานตั้งแต่อุตสาหกรรมจนถึงการพิมพ์ 3 มิติสำหรับงานอดิเรก เช่น บรรจุภัณฑ์ที่เหมาะสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โดยเฉพาะ อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลที่ปรับแต่งได้ หรือแม้แต่นักออกแบบ เฟอร์นิเจอร์, คีธ เอ. สีน้ำตาลศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมแห่งมหาวิทยาลัยบอสตันซึ่งเป็นหนึ่งในนักวิจัยที่ทำการศึกษากล่าวกับ Lifewire ในการสัมภาษณ์ทางอีเมล

"เป้าหมายของเราคือการเรียนรู้วิธีพิมพ์ส่วนประกอบทางกลประสิทธิภาพสูง 3 มิติ" เขากล่าวเสริม "สิ่งเหล่านี้สามารถมีแอพพลิเคชั่นที่มีตั้งแต่อุตสาหกรรมการพิมพ์ 3 มิติไปจนถึงงานอดิเรกเช่นบรรจุภัณฑ์ ออกแบบมาสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โดยเฉพาะ อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลที่ปรับแต่งได้ หรือแม้แต่นักออกแบบ เฟอร์นิเจอร์."

พิมพ์อะไร?

ในระบบที่ทีมของ Brown พัฒนาขึ้น อัลกอริธึมดำเนินการส่วนใหญ่ในกระบวนการค้นพบเพื่อค้นหาวัสดุการพิมพ์ใหม่

"แนวทางของเราคือการผสมผสานการผลิตและการทดสอบแบบอัตโนมัติเข้ากับการเรียนรู้ของเครื่องเพื่อระบุส่วนประกอบที่มีประสิทธิภาพสูงได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ" บราวน์กล่าว "โดยพื้นฐานแล้ว เรามีหุ่นยนต์อิสระที่กำลังศึกษาระบบกลไกเหล่านี้ภายใต้การดูแลของเรา"

มนุษย์เลือกส่วนผสมสองสามอย่าง ป้อนรายละเอียดเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีของพวกมันลงในอัลกอริทึม และกำหนดคุณสมบัติทางกลของวัสดุใหม่ จากนั้นอัลกอริธึมจะเพิ่มหรือลดปริมาณของส่วนประกอบเหล่านั้น และตรวจสอบว่าแต่ละสูตรส่งผลต่อคุณสมบัติของวัสดุอย่างไรก่อนที่จะได้ส่วนผสมที่ลงตัว

นักวิจัยใช้ระบบนี้เพื่อปรับปรุงหมึกพิมพ์ 3 มิติใหม่ที่แข็งตัวเมื่อสัมผัสกับแสงอัลตราไวโอเลต พวกเขาระบุสารเคมีหกชนิดที่จะใช้ในสูตรผสม และกำหนดวัตถุประสงค์ของอัลกอริทึมเพื่อค้นหาวัสดุที่มีประสิทธิภาพดีที่สุดสำหรับความเหนียว ความแข็ง และความแข็งแรง

หากไม่มี AI การเพิ่มประสิทธิภาพคุณสมบัติทั้งสามนี้จะเป็นเรื่องยากเพราะสามารถทำงานได้หลากหลายวัตถุประสงค์ ตัวอย่างเช่น วัสดุที่แข็งแรงที่สุดอาจไม่แข็งที่สุด

"การสำรวจกำลังเดรัจฉานอาจอนุญาตให้มีการสำรวจวัสดุได้ 100 ชนิด" Joshua Agarศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัย Lehigh ที่ใช้แมชชีนเลิร์นนิงเพื่อค้นหาสื่อใหม่ๆ บอกกับ Lifewire ในการสัมภาษณ์ทางอีเมล "AI และการทดลองอัตโนมัติช่วยให้สามารถค้นหาตัวอย่างได้หลายล้านตัวอย่าง"

นักเคมีในมนุษย์มักจะพยายามเพิ่มคุณสมบัติให้สูงสุดในแต่ละครั้ง ส่งผลให้เกิดการทดลองหลายครั้งและของเสียจำนวนมาก แต่ AI สามารถทำได้เร็วกว่ามนุษย์มาก

"การใช้ AI ในการพิมพ์ 3 มิติช่วยให้ [มัน] ทำซ้ำได้หลายร้อยครั้งโดยมีคุณสมบัติที่ต้องการในช่วงเวลาเดียวกันของนักเคมีที่ดำเนินการหนึ่งหรือสองครั้ง" อเลสซิโอ โลรุสโซซีอีโอของ Roboze บริษัทที่ใช้ AI ในการพัฒนาสื่อบอกกับ Lifewire ในการสัมภาษณ์ทางอีเมล เขาไม่ได้มีส่วนร่วมในการวิจัยของ MIT "เห็นได้ชัดว่านี่เป็นช่วงเวลาที่น่าทึ่งและเทคโนโลยีลดต้นทุน"

อนาคตอาจถูกพิมพ์

กระบวนการค้นพบวัสดุการพิมพ์สามารถทำได้เร็วยิ่งขึ้นด้วยระบบอัตโนมัติที่มากขึ้น ไมค์ ฟอเชย์ศาสตราจารย์ MIT และผู้เขียนร่วมของบทความกล่าวในการแถลงข่าว นักวิจัยผสมและทดสอบแต่ละตัวอย่างด้วยมือ แต่หุ่นยนต์สามารถใช้ระบบการจ่ายและผสมในเวอร์ชันระบบในอนาคตได้

ในที่สุด นักวิจัยวางแผนที่จะทดสอบกระบวนการ AI สำหรับการใช้งานนอกเหนือจากการพัฒนาหมึกพิมพ์ 3 มิติใหม่

"สิ่งนี้มีการใช้งานอย่างกว้างขวางในวัสดุศาสตร์โดยทั่วไป" Foshey กล่าว "ตัวอย่างเช่น หากคุณต้องการออกแบบแบตเตอรี่ชนิดใหม่ที่มีประสิทธิภาพสูงและต้นทุนต่ำลง คุณสามารถใช้ระบบแบบนี้เพื่อทำสิ่งนี้ได้ หรือถ้าคุณต้องการปรับแต่งสีให้เหมาะสมสำหรับรถที่ทำงานได้ดีและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ระบบนี้ก็สามารถทำได้เช่นกัน"

ความเป็นไปได้สำหรับวัสดุที่ขับเคลื่อนด้วย AI จะ "ไม่มีที่สิ้นสุด" เมื่ออัลกอริทึมได้รับการพัฒนาและเครื่องจักรมีข้อมูลเพียงพอที่จะเริ่มนำไปใช้อย่างถูกต้อง Lorusso กล่าว

"เราเชื่อว่าการหาวัสดุใหม่จะเป็นประโยชน์ เนื่องจากประสิทธิภาพของซุปเปอร์โพลีเมอร์และคอมโพสิตในปัจจุบันทำให้สามารถผลิตชิ้นส่วนปลายทางได้" เขากล่าวเสริม "พวกเขาสามารถแทนที่โลหะและสร้างแบบจำลองเศรษฐกิจหมุนเวียนซึ่งวัตถุดิบยังคงสร้างตัวเองใหม่ผ่านการรีไซเคิลอย่างต่อเนื่อง"