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MIT開發(fā)新AI工具,加速新3D打印材料的發(fā)現(xiàn)

3D打印動態(tài)
2021
10/18
22:23
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來源:cnBeta.COM

用于制造各種物品(從定制的醫(yī)療設(shè)備到經(jīng)濟(jì)適用房)的 3D 打印技術(shù)日益普及,也催生了對新 3D 打印材料的更多需求。為了減少發(fā)現(xiàn)這些新材料所需的時間,麻省理工學(xué)院的研究人員開發(fā)了一種數(shù)據(jù)驅(qū)動的程序,使用機器學(xué)習(xí)來優(yōu)化具有多種特性的新 3D 打印材料,如韌性和壓縮強度。


通過簡化材料開發(fā),該系統(tǒng)降低了成本,并通過減少化學(xué)廢物的數(shù)量來減輕對環(huán)境的影響。機器學(xué)習(xí)算法還可以通過提出人類直覺可能錯過的獨特化學(xué)配方來刺激創(chuàng)新。


該論文的共同主要作者,計算機科學(xué)和人工智能實驗室(CSAIL)計算設(shè)計和制造組(CDFG)的機械工程師和項目經(jīng)理 Mike Foshey 說:“材料開發(fā)在很大程度上仍然是一個手工過程。一個化學(xué)家進(jìn)入實驗室,用手混合成分,制作樣品,測試它們,并得出最終的配方。但是,與其讓化學(xué)家在幾天內(nèi)只能做幾次迭代,我們的系統(tǒng)可以在相同的時間跨度內(nèi)做數(shù)百次迭代”。


在研究人員開發(fā)的系統(tǒng)中,一個優(yōu)化算法完成了大部分的試錯發(fā)現(xiàn)過程。材料開發(fā)者選擇一些成分,將其化學(xué)成分的細(xì)節(jié)輸入算法,并定義新材料應(yīng)具有的機械性能。然后,該算法增加和減少這些成分的數(shù)量(就像在放大器上轉(zhuǎn)動旋鈕),并檢查每種配方如何影響材料的特性,然后得出理想的組合。


然后,開發(fā)人員混合、加工和測試該樣品,以了解材料的實際性能。開發(fā)者將結(jié)果報告給算法,算法會自動從實驗中學(xué)習(xí),并使用新的信息來決定另一個要測試的配方。


研究人員已經(jīng)創(chuàng)建了一個免費的開源材料優(yōu)化平臺,名為AutoOED,其中包含相同的優(yōu)化算法。AutoOED是一個完整的軟件包,也允許研究人員進(jìn)行自己的優(yōu)化。


研究人員通過使用該系統(tǒng)優(yōu)化一種新的3D打印墨水的配方來測試該系統(tǒng),這種墨水在紫外線下會變硬。他們確定了配方中使用的六種化學(xué)品,并將算法的目標(biāo)設(shè)定為發(fā)現(xiàn)在韌性、壓縮模量(硬度)和強度方面表現(xiàn)最佳的材料。



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