ШІ пришвидшує розробку нових композитних матеріалів

Дослідник з Гетеборзького університету розробив модель ШІ, що пророкує поведінку композитів без великих обсягів даних і дорогих тестів.

Штучний інтелект (ШІ) трансформує підходи до розробки композитних матеріалів, скорочуючи час і підвищуючи точність прогнозів їхньої поведінки.

Вплив ШІ на створення новітніх композитів

Композитні матеріали — це комбінації речовин, як-от полімери і вуглецеві волокна, що забезпечують оптимальний баланс міцності, гнучкості й легкості. Їхнє проєктування традиційно базується на довготривалих експериментах, моделюванні та повторних випробуваннях. Проте, як зазначає Ехсан Гане, «кожна ітерація моделювання вимагає значних ресурсів і часу, що стримує інновації». Новітні ШІ-моделі, запропоновані ним у докторській дисертації, дають змогу автоматизувати ці процеси.

Новий підхід: менше даних, більше точності

Гане зосередився на створенні узагальненої моделі машинного навчання, яка знижує залежність від об’ємних баз даних. Це важливо, оскільки, за його словами, «нейронні мережі не здатні екстраполювати результати поза межі наявних даних». Його система потребує менше навчальних прикладів, зберігаючи при цьому високу прогностичну здатність. Це дає змогу скоротити витрати та час, необхідний на дослідження.

Інтеграція фізичних законів у структуру ШІ

Одним із проривів є впровадження законів фізики безпосередньо в архітектуру штучного інтелекту. Таке рішення допомагає моделі прогнозувати поведінку матеріалів у нових, неочікуваних умовах. «Це відкриває нові горизонти для оцінки довговічності композитів», — наголошує Гане. У такий спосіб науковці краще розуміють процеси деформації матеріалів у реальному часі.

Практичне значення для промисловості

Композитні матеріали знаходять застосування у транспорті, будівництві, спорті й енергетиці. Нові підходи дозволяють створювати легші, міцніші й довговічніші компоненти, як-от лопаті вітрових турбін чи ракетні елементи. У сучасному світі, орієнтованому на сталість, «потреба в ефективних матеріалах є більшою, ніж будь-коли», — зазначає дослідник. Його робота прокладає шлях до сталого інженерного майбутнього.

Переосмислення моделювання матеріалів

Інноваційна модель Гане об’єднує емпіричні дані з комп’ютерною точністю, відкриваючи новий вимір матеріалознавства. Вона забезпечує високу достовірність моделювання мікроструктур, що дозволяє проєктувати матеріали з точними характеристиками. Це особливо важливо для дизайнерів, яким потрібно швидко та безпечно ухвалювати рішення. Такий підхід змінює уявлення про взаємодію фізики та цифрових технологій.

Перспективи для майбутніх досліджень

Дослідження Гане демонструє ефективність міждисциплінарного підходу в науці. Поєднання фізичних законів і ШІ дає унікальні інструменти для подолання складних технічних викликів. «Ми стоїмо на порозі нової епохи в розробці матеріалів», — впевнений автор. Його робота є прикладом того, як інновації у сфері машинного навчання можуть трансформувати галузі по всьому світу.