Clau per emportar
- La vostra impressora 3D pot ser capaç de produir materials més resistents gràcies als avenços en la investigació assistida per IA.
- Els investigadors del MIT han desenvolupat un algorisme que realitza la major part del procés de descoberta de materials.
- L'equip va utilitzar el sistema per millorar una nova tinta d'impressió 3D que s'endureix quan s'exposa a la llum ultraviolada.
Les impressores 3D domèstiques podrien ser més útils gràcies als avenços en intel·ligència artificial (IA).
Els investigadors estan utilitzant l'aprenentatge automàtic per fer materials d'impressió més forts i durs, segons un article publicat recentment.
Els nous materials podrien tenir aplicacions que van des d'impressió 3D industrial fins a aficionats, com ara embalatges adaptats a aparells electrònics específics, equips de protecció personal personalitzats o fins i tot mobles de disseny, Keith A. Brown, professor d'enginyeria a la Universitat de Boston que va ser entre els investigadors que van dur a terme l'estudi, va dir a Lifewire en una entrevista per correu electrònic.
"El nostre objectiu és aprendre a imprimir en 3D components mecànics d' alt rendiment", va afegir. "Aquests poden tenir aplicacions que van des de la impressió 3D industrial fins a aficionats, com ara embalatges adaptats a productes electrònics específics, equips de protecció personal personalitzats o fins i tot mobles de disseny."
Imprimeix res?
Al sistema que l'equip de Brown va desenvolupar, un algorisme realitza la major part del procés de descobriment per trobar nous materials d'impressió.
"El nostre enfocament és combinar la fabricació i les proves automatitzades amb l'aprenentatge automàtic per identificar de manera ràpida i eficient components d' alt rendiment", va dir Brown. "En essència, tenim un robot autònom que està estudiant aquests sistemes mecànics sota la nostra supervisió."
Si volíeu dissenyar nous tipus de bateries amb una eficiència més alta i un cost més baix, podríeu utilitzar un sistema com aquest per fer-ho.
Un humà selecciona uns quants ingredients, introdueix detalls sobre la seva composició química a l'algorisme i defineix les propietats mecàniques del nou material. Aleshores, l'algorisme augmenta o disminueix les quantitats d'aquests components i comprova com cada fórmula afecta les propietats del material abans d'arribar a la combinació ideal.
Els investigadors van utilitzar el sistema per millorar una nova tinta d'impressió 3D que s'endureix quan s'exposa a la llum ultraviolada, segons el document. Van identificar sis substàncies químiques per utilitzar en les formulacions i van establir l'objectiu de l'algorisme per descobrir el material de millor rendiment per a la duresa, la rigidesa i la resistència.
Sense IA, l'optimització d'aquestes tres propietats seria complicat perquè poden funcionar amb propòsits creuats. Per exemple, és possible que el material més resistent no sigui el més rígid.
"L'exploració de la força bruta podria permetre l'exploració d'uns 100 materials", va dir a Lifewire Joshua Agar, professor de la Universitat de Lehigh que utilitza l'aprenentatge automàtic per descobrir nous materials. "La IA i els experiments automatitzats poden permetre cercar milions de mostres."
Un químic humà sol intentar maximitzar una propietat alhora, donant lloc a molts experiments i molts residus. Però l'IA va ser capaç de fer-ho molt més ràpid que un humà.
"L'ús de la IA en la impressió 3D permet [realitzar] centenars de repeticions amb les característiques desitjades en el mateix període de temps que un químic en realitza una o dues", Alessio Lorusso, CEO de Roboze, una empresa que utilitza IA per desenvolupar materials, va dir a Lifewire en una entrevista per correu electrònic. No va participar en la investigació del MIT. "Aquesta és, òbviament, una tecnologia notable per reduir el temps i els costos."
El futur es pot imprimir
El procés de descoberta de materials d'impressió es podria fer encara més ràpid amb més automatització, va dir Mike Foshey, professor del MIT i coautor principal del document, en un comunicat de premsa. Els investigadors van barrejar i provar cada mostra a mà, però els robots podrien fer funcionar els sistemes de dispensació i mescla en futures versions del sistema.
Finalment, els investigadors tenen previst provar el procés d'IA per a usos més enllà del desenvolupament de noves tintes d'impressió 3D.
"Això té àmplies aplicacions a la ciència dels materials en general", va dir Foshey. "Per exemple, si volguéssiu dissenyar nous tipus de bateries amb una eficiència més alta i un cost més baix, podríeu utilitzar un sistema com aquest per fer-ho. O, si voleu optimitzar la pintura per a un cotxe amb un bon rendiment i respectuós amb el medi ambient., aquest sistema també podria fer-ho."
Les possibilitats dels materials basats en IA són "infinites" un cop desenvolupat l'algorisme i la màquina té prou dades per començar a aplicar-lo amb precisió, va dir Lorusso.
"Creiem que és útil trobar nous materials perquè les prestacions aconseguides avui pels superpolímers i els compostos ofereixen la possibilitat de produir peces d'ús final", ha afegit. "Podrien substituir els metalls i crear un model d'economia circular, on la matèria primera segueixi regenerant-se mitjançant un reciclatge constant."
