MIT開發(fā)新AI工具，加速新3D打印材料的發(fā)現(xiàn)

來源：cnBeta.COM

用于制造各種物品（從定制的醫(yī)療設備到經(jīng)濟適用房）的 3D 打印技術日益普及，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，使用機器學習來優(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，并通過減少化學廢物的數(shù)量來減輕對環(huán)境的影響。機器學習算法還可以通過提出人類直覺可能錯過的獨特化學配方來刺激創(chuàng)新。

該論文的共同主要作者，計算機科學和人工智能實驗室（CSAIL）計算設計和制造組（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。一個化學家進入實驗室，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，將其化學成分的細節(jié)輸入算法，并定義新材料應具有的機械性能。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習，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品，并將算法的目標設定為發(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。