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(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。