ซื้อกลับบ้านที่สำคัญ
- เครื่องพิมพ์ 3 มิติของคุณอาจผลิตวัสดุที่แข็งแรงขึ้นได้ในที่สุด ต้องขอบคุณความก้าวหน้าในการวิจัยโดยใช้ AI
- นักวิจัยของ MIT ได้พัฒนาอัลกอริธึมที่ดำเนินการตามกระบวนการค้นพบวัสดุส่วนใหญ่
- ทีมใช้ระบบเพื่อปรับปรุงหมึกพิมพ์ 3 มิติใหม่ที่แข็งตัวเมื่อสัมผัสกับแสงอัลตราไวโอเลต
เครื่องพิมพ์ 3D ในบ้านอาจมีประโยชน์มากขึ้นด้วยความก้าวหน้าทางปัญญาประดิษฐ์ (AI)
นักวิจัยกำลังใช้แมชชีนเลิร์นนิงเพื่อผลิตสื่อสิ่งพิมพ์ที่แข็งแรงและแกร่งขึ้นตามรายงานที่ตีพิมพ์เมื่อเร็วๆ นี้
วัสดุใหม่อาจมีการใช้งานที่หลากหลายตั้งแต่การพิมพ์ 3 มิติในอุตสาหกรรมไปจนถึงงานอดิเรก เช่น บรรจุภัณฑ์ที่เหมาะสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เฉพาะ อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลที่ปรับแต่งได้ หรือแม้แต่เฟอร์นิเจอร์ของนักออกแบบ Keith A. Brown ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมจากมหาวิทยาลัยบอสตัน ในหมู่นักวิจัยที่ทำการศึกษาบอกกับ Lifewire ในการสัมภาษณ์ทางอีเมล
"เป้าหมายของเราคือการเรียนรู้วิธีพิมพ์ส่วนประกอบทางกลประสิทธิภาพสูง 3 มิติ" เขากล่าวเสริม "สิ่งเหล่านี้สามารถมีแอปพลิเคชันที่มีตั้งแต่การพิมพ์ 3 มิติในอุตสาหกรรมไปจนถึงงานอดิเรก เช่น บรรจุภัณฑ์ที่ออกแบบมาสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เฉพาะ อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล หรือแม้แต่เฟอร์นิเจอร์ของนักออกแบบ"
พิมพ์อะไรไหม
ในระบบที่ทีมของ Brown พัฒนาขึ้น อัลกอริธึมดำเนินการตามกระบวนการค้นพบเกือบทั้งหมดเพื่อค้นหาวัสดุการพิมพ์ใหม่
"แนวทางของเราคือการรวมการผลิตอัตโนมัติและการทดสอบเข้ากับการเรียนรู้ของเครื่องเพื่อระบุส่วนประกอบที่มีประสิทธิภาพสูงได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ" บราวน์กล่าว "โดยพื้นฐานแล้ว เรามีหุ่นยนต์อิสระที่กำลังศึกษาระบบกลไกเหล่านี้ภายใต้การดูแลของเรา"
หากคุณต้องการออกแบบแบตเตอรี่ชนิดใหม่ให้มีประสิทธิภาพที่สูงขึ้นและราคาถูกลง คุณสามารถใช้ระบบแบบนี้เพื่อทำสิ่งนี้ได้
มนุษย์เลือกส่วนผสมสองสามอย่าง ป้อนรายละเอียดเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีของพวกมันลงในอัลกอริธึม และกำหนดคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุใหม่ จากนั้นอัลกอริธึมจะเพิ่มหรือลดปริมาณของส่วนประกอบเหล่านั้น และตรวจสอบว่าแต่ละสูตรส่งผลต่อคุณสมบัติของวัสดุอย่างไรก่อนที่จะได้ส่วนผสมที่ลงตัว
นักวิจัยใช้ระบบนี้เพื่อปรับปรุงหมึกพิมพ์ 3 มิติใหม่ที่แข็งตัวเมื่อสัมผัสกับแสงอัลตราไวโอเลต พวกเขาระบุสารเคมีหกชนิดที่จะใช้ในสูตรและกำหนดวัตถุประสงค์ของอัลกอริทึมเพื่อค้นหาวัสดุที่มีประสิทธิภาพดีที่สุดสำหรับความเหนียว ความแข็ง และความแข็งแรง
หากไม่มี AI การเพิ่มประสิทธิภาพคุณสมบัติทั้งสามนี้จะเป็นเรื่องยากเพราะสามารถทำงานข้ามวัตถุประสงค์ได้ ตัวอย่างเช่น วัสดุที่แข็งแรงที่สุดอาจไม่แข็งที่สุด
"การสำรวจกำลังเดรัจฉานอาจอนุญาตให้มีการสำรวจวัสดุได้ 100 รายการ" Joshua Agar ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัย Lehigh ที่ใช้แมชชีนเลิร์นนิงเพื่อค้นหาวัสดุใหม่บอกกับ Lifewire ในการสัมภาษณ์ทางอีเมล "AI และการทดลองอัตโนมัติช่วยให้สามารถค้นหาตัวอย่างได้หลายล้านตัวอย่าง"
นักเคมีในมนุษย์มักจะพยายามเพิ่มคุณสมบัติให้ได้ครั้งละหนึ่งอย่าง ส่งผลให้เกิดการทดลองหลายครั้งและของเสียจำนวนมาก แต่ AI ทำได้เร็วกว่ามนุษย์มาก
"การใช้ AI ในการพิมพ์ 3 มิติช่วยให้ [มันแสดง] ซ้ำหลายร้อยครั้งด้วยคุณสมบัติที่ต้องการในช่วงเวลาเดียวกันของนักเคมีที่แสดงหนึ่งหรือสอง" Alessio Lorusso ซีอีโอของ Roboze บริษัทที่ใช้ AI เพื่อ พัฒนาสื่อต่างๆ บอกกับ Lifewire ในการสัมภาษณ์ทางอีเมลเขาไม่ได้มีส่วนร่วมในการวิจัยของ MIT "เห็นได้ชัดว่านี่เป็นช่วงเวลาที่น่าทึ่งและเทคโนโลยีลดต้นทุน"
อนาคตอาจถูกพิมพ์
กระบวนการค้นพบวัสดุการพิมพ์สามารถทำได้เร็วยิ่งขึ้นด้วยระบบอัตโนมัติที่มากขึ้น Mike Foshey ศาสตราจารย์ MIT และผู้เขียนร่วมของบทความกล่าวในการแถลงข่าว นักวิจัยผสมและทดสอบแต่ละตัวอย่างด้วยมือ แต่หุ่นยนต์สามารถใช้ระบบการจ่ายและผสมในเวอร์ชันระบบในอนาคตได้
ในที่สุด นักวิจัยวางแผนที่จะทดสอบกระบวนการ AI สำหรับการใช้งานนอกเหนือจากการพัฒนาหมึกพิมพ์ 3 มิติใหม่
"สิ่งนี้มีการนำไปใช้อย่างกว้างขวางในวัสดุศาสตร์โดยทั่วไป" Foshey กล่าว “ตัวอย่างเช่น หากคุณต้องการออกแบบแบตเตอรี่ชนิดใหม่ให้มีประสิทธิภาพที่สูงขึ้นและต้นทุนต่ำลง คุณสามารถใช้ระบบแบบนี้ได้ หรือหากต้องการปรับแต่งสีให้เหมาะสมกับรถยนต์ที่ทำงานได้ดีและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ระบบนี้ก็สามารถทำได้เช่นกัน"
ความเป็นไปได้สำหรับวัสดุที่ขับเคลื่อนด้วย AI จะ "ไม่มีที่สิ้นสุด" เมื่ออัลกอริทึมได้รับการพัฒนาและเครื่องจักรมีข้อมูลเพียงพอที่จะเริ่มนำไปใช้อย่างถูกต้อง Lorusso กล่าว
"เราเชื่อว่าการหาวัสดุใหม่จะเป็นประโยชน์ เนื่องจากประสิทธิภาพของซุปเปอร์โพลีเมอร์และคอมโพสิตในปัจจุบันทำให้สามารถผลิตชิ้นส่วนปลายทางได้" เขากล่าวเสริม "พวกเขาสามารถแทนที่โลหะและสร้างแบบจำลองเศรษฐกิจหมุนเวียน ซึ่งวัตถุดิบยังคงสร้างตัวเองใหม่อย่างต่อเนื่องผ่านการรีไซเคิลอย่างต่อเนื่อง"
