ШІ може надати 3D-принтерам нові можливості
Ключові речі на винос
- Ваш 3D-принтер може в кінцевому підсумку виробляти міцніші матеріали завдяки досягненням у дослідженнях за допомогою штучного інтелекту.
- Дослідники MIT розробили алгоритм, який виконує більшу частину процесу відкриття матеріалу.
- Команда використала систему, щоб удосконалити нову фарбу для 3D-друку, яка твердне під впливом ультрафіолету.
Cavan Images / Getty Images
Домашні 3D-принтери можуть стати ще кориснішими завдяки досягненням у галузі штучного інтелекту (ШІ).
Згідно з нещодавно опублікованою публікацією, дослідники використовують машинне навчання, щоб зробити друкарські матеріали міцнішими та міцнішими папір.
Нові матеріали можуть мати широке застосування від промислового до любительського 3D-друку, наприклад упаковка, призначена для конкретної електроніки, індивідуальних засобів захисту або навіть дизайнера меблі, Кіт А. КоричневийПрофесор інженерії Бостонського університету, який був серед дослідників, які проводили дослідження, сказав Lifewire в інтерв'ю електронною поштою.
«Наша мета — навчитися 3D-друкувати високопродуктивні механічні компоненти», — додав він. «Ці можуть мати різні застосування: від промислового до любительського 3D-друку, наприклад, для упаковки розроблені для спеціальної електроніки, індивідуальних засобів захисту або навіть дизайнера меблі».
Що-небудь роздрукувати?
У системі, яку розробила команда Брауна, алгоритм виконує більшу частину процесу виявлення для пошуку нових матеріалів для друку.
«Наш підхід полягає в поєднанні автоматизованого виробництва та тестування з машинним навчанням, щоб швидко й ефективно ідентифікувати високопродуктивні компоненти», – сказав Браун. «По суті, у нас є автономний робот, який вивчає ці механічні системи під нашим наглядом».
«Якщо ви хотіли розробити нові типи батарей з вищою ефективністю та меншою вартістю, ви можете використовувати таку систему для цього».
Людина вибирає кілька інгредієнтів, вводить деталі їх хімічного складу в алгоритм і визначає механічні властивості нового матеріалу. Потім алгоритм збільшує або зменшує кількість цих компонентів і перевіряє, як кожна формула впливає на властивості матеріалу, перш ніж досягти ідеальної комбінації.
Відповідно до статті, дослідники використали систему, щоб покращити нову фарбу для 3D-друку, яка твердне під впливом ультрафіолетового світла. Вони визначили шість хімічних речовин для використання в рецептурах і поставили за мету алгоритму виявити найкращий матеріал для міцності, жорсткості та міцності.
Без ШІ оптимізація цих трьох властивостей була б складною, оскільки вони можуть працювати в різних цілях. Наприклад, найміцніший матеріал може бути не найжорсткішим.
«Дослідження грубої сили може дозволити дослідити близько 100 матеріалів», Джошуа АгарПрофесор Університету Ліхай, який використовує машинне навчання для відкриття нових матеріалів, сказав Lifewire в інтерв’ю електронною поштою. «ШІ та автоматизовані експерименти можуть дозволити шукати мільйони зразків».
Людина-хімік зазвичай намагається максимізувати одну властивість за раз, що призводить до багатьох експериментів і великої кількості відходів. Але ШІ зміг зробити це набагато швидше, ніж людина.
«Використання штучного інтелекту в 3D-друку дозволяє [йому виконувати] сотні повторів із потрібними характеристиками за той самий проміжок часу, коли хімік виконує один або два», Алесіо Лоруссо, генеральний директор Roboze, компанії, яка використовує AI для розробки матеріалів, сказав Lifewire в інтерв’ю електронною поштою. Він не брав участі в дослідженні MIT. «Це, очевидно, чудова технологія, яка скорочує час і витрати».
Сону Чон / Getty Images
Майбутнє може бути надруковано
Процес виявлення матеріалів для друку можна було б зробити ще швидшим за допомогою більшої автоматизації, Майк Фоші, професор Массачусетського технологічного інституту та один із провідних авторів статті, сказав у прес-релізі. Дослідники змішували та тестували кожен зразок вручну, але роботи могли керувати системами дозування та змішування в майбутніх версіях системи.
Згодом дослідники планують випробувати процес штучного інтелекту для використання, крім розробки нових фарб для 3D-друку.
«Це має широке застосування в матеріалознавстві загалом», — сказав Фоші. «Наприклад, якщо ви хочете розробити нові типи батарей з вищою ефективністю та меншою вартістю, ви можете використовувати таку систему для цього. Або, якщо ви хочете оптимізувати фарбу для автомобіля, який працює добре та є екологічно чистим, ця система також може зробити це».
Можливості матеріалів, керованих штучним інтелектом, «нескінченні», як тільки алгоритм розроблений і машина має достатньо даних, щоб почати його точно застосовувати, сказав Лоруссо.
«Ми вважаємо, що корисно знаходити нові матеріали, тому що характеристики, досягнуті сьогодні за допомогою суперполімерів і композитів, дають можливість виробництва деталей кінцевого використання», — додав він. «Вони могли б замінити метали та створити модель циркулярної економіки, де сировина продовжує відновлюватися шляхом постійної переробки».