Skip to content

AI by mohla dát 3D tiskárnám nové možnosti

7 de Listopad de 2022
GettyImages 1170488312 9cea613863e04ccf9233e51a4a300408

Klíčové věci

  • Vaše 3D tiskárna by mohla být nakonec schopna vyrábět pevnější materiály díky pokroku ve výzkumu podporovaném umělou inteligencí.
  • Výzkumníci MIT vyvinuli algoritmus, který provádí většinu procesu objevování materiálů.
  • Tým použil systém k vylepšení nového 3D tiskového inkoustu, který tvrdne, když je vystaven ultrafialovému světlu.

Domácí 3D tiskárny by mohly být užitečnější díky pokroku v umělé inteligenci (AI). Výzkumníci používají strojové učení k výrobě tiskových materiálů, které jsou pevnější a odolnější, podle nedávno zveřejněného článku. Nové materiály by mohly mít aplikace, které sahají od průmyslového až po amatérský 3D tisk, jako jsou obaly na míru pro konkrétní elektroniku, osobní ochranné prostředky na míru nebo dokonce designový nábytek, řekl Keith A. Brown, profesor inženýrství na Bostonské univerzitě, který byl jedním z výzkumníků provádějících výzkum. studie, řekl Lifewire v e-mailovém rozhovoru. „Naším cílem je naučit se 3D tisknout vysoce výkonné mechanické součásti,“ dodal. „Ty mohou mít aplikace, které sahají od průmyslového až po amatérský 3D tisk, jako jsou obaly na míru pro konkrétní elektroniku, osobní ochranné prostředky na míru nebo dokonce designový nábytek.“

Tisknout něco?

V systému, který Brownův tým vyvinul, provádí většinu procesu objevování algoritmus, aby našel nové tiskové materiály. „Naším přístupem je kombinovat automatizovanou výrobu a testování se strojovým učením, abychom rychle a efektivně identifikovali vysoce výkonné komponenty,“ řekl Brown. „V podstatě máme autonomního robota, který studuje tyto mechanické systémy pod naším dohledem.“ Pokud byste chtěli navrhnout nové typy baterií s vyšší účinností a nižšími náklady, můžete k tomu použít systém jako je tento. Člověk vybere několik přísad, vloží podrobnosti o jejich chemickém složení do algoritmu a definuje mechanické vlastnosti nového materiálu. Algoritmus poté zvýší nebo sníží množství těchto složek a zkontroluje, jak každý vzorec ovlivňuje vlastnosti materiálu, než dojde k ideální kombinaci. Výzkumníci použili systém ke zlepšení nového 3D tiskového inkoustu, který podle papíru tvrdne, když je vystaven ultrafialovému světlu. Identifikovali šest chemikálií, které se mají použít ve formulacích, a stanovili cíl algoritmu odhalit nejvýkonnější materiál z hlediska houževnatosti, tuhosti a pevnosti. Bez AI by optimalizace těchto tří vlastností byla složitá, protože mohou fungovat pro různé účely. Například nejpevnější materiál nemusí být nejtužší. „Průzkum hrubou silou by mohl umožnit průzkum asi 100 materiálů,“ řekl Joshua Agar, profesor na Lehigh University, který používá strojové učení k objevování nových materiálů, v e-mailovém rozhovoru pro Lifewire. „AI a automatizované experimenty mohou umožnit prohledávání milionů vzorků.“ Lidský chemik by se obvykle snažil maximalizovat jednu vlastnost po druhé, což vedlo k mnoha experimentům a spoustě odpadu. Ale umělá inteligence to dokázala mnohem rychleji než člověk. „Využití AI ve 3D tisku umožňuje [it to perform] stovky opakování s požadovanými vlastnostmi ve stejném časovém rámci, kdy chemik provede jedno nebo dvě,“ řekl Lifewire v e-mailovém rozhovoru Alessio Lorusso, generální ředitel Roboze, společnosti, která používá AI k vývoji materiálů. Nebyl zapojen do MIT. „Je to zjevně pozoruhodná technologie snižující čas a náklady.“

Dva lidé pracující s 3D tiskárnou.

Budoucnost může být vytištěna

Proces objevování tiskových materiálů by mohl být ještě rychlejší s větší automatizací, uvedl v tiskové zprávě Mike Foshey, profesor MIT a spoluautor článku. Výzkumníci míchali a testovali každý vzorek ručně, ale roboti by mohli ovládat dávkovací a míchací systémy v budoucích verzích systému. Nakonec vědci plánují otestovat proces AI pro použití nad rámec vývoje nových inkoustů pro 3D tisk. „To má široké uplatnění v celé vědě o materiálech obecně,“ řekl Foshey. „Například, pokud chcete navrhnout nové typy baterií s vyšší účinností a nižšími náklady, můžete k tomu použít systém jako tento. Nebo pokud chcete optimalizovat lak pro vůz, který funguje dobře a je šetrný k životnímu prostředí.“ , tento systém by to také uměl.“ Možnosti materiálů řízených umělou inteligencí jsou „nekonečné“, jakmile je algoritmus vyvinut a stroj má dostatek dat, aby jej mohl začít přesně aplikovat, řekl Lorusso. „Věříme, že je užitečné najít nové materiály, protože výkony, kterých dnes dosahují superpolymery a kompozity, nabízejí možnost výroby dílů pro konečné použití,“ dodal. „Mohli by nahradit kovy a vytvořit model cirkulární ekonomiky, kde se surovina nadále sama regeneruje neustálou recyklací.“