Η Ρομποτική και η Τεχνητή Νοημοσύνη Οδηγούν σε Καινοτόμα Έρευνα στη Παραμόρφωση Υλικών
Το Πανεπιστήμιο του Μπόστον έχει θέσει ένα πρότυπο στον τομέα της επιστήμης υλικών με το καινοτόμο έργο του με την ονομασία MAMA BEAR, ένα ακρωνύμιο που σημαίνει Mechanιcs of Additively Manufactured Architectures Bayesian Experimental Autonomous Researcher. Αυτή η ακατάπαυστη μηχανή, οδηγούμενη από εξελιγμένη τεχνητή νοημοσύνη, έχει ερευνήσει ασταμάτητα με διάφορες μορφές για να ανακαλύψει μια που μπορεί να απορροφήσει μηχανική ενέργεια με τον πλέον αποτελεσματικό τρόπο μέσω παραμόρφωσης.
Χρησιμοποιώντας μια συλλογή από πέντε εκτυπωτές 3D, το MAMA BEAR εκτυπώνει και καταστρέφει επαναλαμβανόμενα μικρές κυλινδρικές δομές κατασκευασμένες από διάφορα υλικά, συμπεριλαμβανομένων TPU, νάιλον, PETG και PLA. Κάθε εκτυπωμένο αντικείμενο ζυγίζεται στη συνέχεια και μεταφέρεται από ένα ρομποτικό βραχίονα σε μια μηχανή πίεσης που προσομοιώνει τη δύναμη που ισοδυναμεί με αυτήν ενός αραβικού αγωνιστικού αλόγου.
Η σύγχρονη τεχνολογία αισθητήρων και καμερών καταγράφει προσεκτικά την παραμόρφωση της δομής, επιτρέποντας στο σύστημα να προσαρμόσει και να βελτιώσει τις παραμέτρους μορφής για μελλοντικές εκτυπώσεις. Ο στόχος είναι να βρει τη βέλτιστη μορφή που μπορεί να απορροφήσει την εξωτερική δύναμη μέσω της δικής της παραμόρφωσης.
Ξεπερνώντας τις Δομές Απορρόφησης Ενέργειας που Σχεδιάστηκαν από Ανθρώπους
Το MAMA BEAR κατάφερε να υπερνικήσει τις δομές που σχεδιάστηκαν από ανθρώπους, οι οποίες είχαν φτάσει στο αποκορύφωμα τους στο 71% αποτελεσματικότητας παραμόρφωσης. Συνεχίζοντας να μαθαίνει και να βελτιώνεται, αυτό το σύστημα έχει ξεπεράσει το κατώφλι του 75%, επιδεικνύοντας τα ευρήματά του στο εκλεκτό περιοδικό Nature.
Αυτή η έρευνα ανοίγει τον δρόμο για την ανάπτυξη πρωτοφανών δομών που είναι ικανές να απορροφούν ενέργεια με αποτελεσματικό τρόπο, κάτι που θα μπορούσε να επαναπροσδιορίσει τα χαρακτηριστικά ασφάλειας σε διάφορες εφαρμογές. Από προφυλακτήρες αυτοκινήτων έως άλλες περιοχές απορρόφησης ενέργειας, αυτά τα υλικά στοχεύουν στην προστασία κρίσιμων στοιχείων και, το πιο σημαντικό, ανθρώπινων ζωών μέσω της διάχυσης κινητικής ενέργειας μέσω ελεγχόμενης καταστροφής. Αυτή η σημαντική αύξηση στην αποδοτικότητα σημαίνει ότι η ενέργεια που αφήνεται για να προκαλέσει ζημιά σε οτιδήποτε βρίσκεται πίσω από αυτές τις περιοχές παραμόρφωσης – όπως τον κινητήρα ενός αυτοκινήτου ή τον οδηγό – μειώνεται σημαντικά, σηματοδοτώντας ένα σημαντικό βήμα προόδου στο σχεδιασμό προστατευτικών υλικών.
Εξερευνώντας την Σημασία της Προηγμένης Απορρόφησης Ενέργειας
Οι δομές που σχεδιάστηκαν για την απορρόφηση ενέργειας μέσω 3D εκτύπωσης είναι κρίσιμες για μια ευρεία γκάμα βιομηχανιών, συμπεριλαμβανομένων των αυτοκινητοβιομηχανίας, της αεροδιαστημικής, του προστατευτικού εξοπλισμού και ακόμη και της διαστημικής εξερεύνησης. Η τεχνολογία που αναπτύσσεται από το Πανεπιστήμιο του Μπόστον μπορεί να έχει σημαντικές επιπτώσεις στον σχεδιασμό υλικών που πρέπει να αντέχουν κρούσεις, συγκρούσεις ή άλλους τύπους εξετρατικών συμβάντων. Στα διαστημόπλοια, για παράδειγμα, τέτοια υλικά θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να απορροφήσουν τους κραδασμούς και να προστατέψουν ευαίσθητα όργανα κατά την εκτόξευση, την προσγείωση ή τις απρόβλεπτες συγκρούσεις με διαστημικά χώματα.
Σημαντικές Ερωτήσεις και Απαντήσεις:
– Τι είναι η εκτύπωση 3D και πώς σχετίζεται με αυτή την καινοτομία;
Η εκτύπωση 3D, ή η προσθετική κατασκευή, είναι ένας τρόπος δημιουργίας φυσικών αντικειμένων από ψηφιακά σχέδια με τη στρώση υλικού. Αυτή η τεχνολογία βρίσκεται στην κορυφή της καινοτομίας, καθώς επιτρέπει τη γρήγορη πρωτότυπη δημιουργία και αξιολόγηση πολύπλοκων δομών που μπορούν να δοκιμαστούν για την ικανότητά τους να απορροφούν ενέργεια.
– Γιατί είναι κρίσιμη η ένταξη της Τεχνητής Νοημοσύνης σε αυτήν την έρευνα;
Η ένταξη της τεχνητής νοημοσύνης επιτρέπει την αυτόνομη αξιολόγηση και προσαρμογή των δομικών σχεδίων, οδηγώντας σε ένα πιο αποτελεσματικό διαδικασία βελτιστοποίησης από τις συμβατικές χειρονακτικές μεθόδους. Μέσω της ενσωμάτωσης της τεχνητής νοημοσύνης, η διαδικασία μάθησης και βελτίωσης επιταχύνεται σημαντικά, με αποτέλεσμα την πιθανότητα ανακάλυψης υπεριότερων σχεδιασμών που θα μπορούσαν να είναι αδύνατοι για ανθρώπινους μηχανικούς να σκεφτούν.
– Πώς θα μπορούσαν αυτές οι δομές εκτύπωσης 3D να αλλάξουν το μέλλον των σχεδιασμών ασφαλείας;
Οι βελτιωμένες δομές απορρόφησης ενέργειας μπορούν σημαντικά να βελτιώσουν την ασφάλεια οχημάτων, κτιρίων, εξοπλισμού και προστατευτικών ενδυμάτων μειώνοντας τη δύναμη που μεταδίδεται σε ανθρώπους ή ευαίσθητα συστήματα μετά από κρούση, με αποτέλεσμα να μειώνεται ο κίνδυνος τραυματισμού ή κ
The source of the article is from the blog lanoticiadigital.com.ar