美国研究人员开发人工智能驱动的材料设计工作流程

美国的一组研究人员发表了一篇论文，详细介绍了他们如何利用人工智能 (AI) 重新定义材料和产品设计。通过将人工智能与 3D 打印相结合，他们设计了一种生产具有可定制机械属性的材料的方法。

在弗吉尼亚理工大学材料科学与工程副教授Xiaoyu“Rayne”Zheng的带领下，该团队开发了一种将机器学习与3D打印相结合的技术，使材料表现出精确的机械行为。

用于开发增材制造材料的人工智能工作流程。（图片来源：加州大学伯克利分校）

从历史上看，材料的设计依赖于应力应变曲线，这对于衡量材料的抗应力和抗冲击能力至关重要。然而，由于制造不准确，传统设计有时会歪曲所需的特性。郑的团队引入了一种机器学习方法，其中用户输入所需的机械行为，然后该行为会迅速转化为可 3D 打印的设计。这种快速设计过程反映了用户规定的精确机械行为。

他们设计了一个集成逆向预测和正向验证模块的机器学习框架。该团队利用立方对称、基于支柱的单元来训练他们的人工智能模型。其中一项重大成就是制作了一款针对跑步者优化的鞋中底，展示了人工智能引导材料设计的巨大潜力。

该方法的影响延伸到防护装备、隔音，甚至复杂的光学薄膜涂层等领域。人工智能和 3D 打印的协同作用可以重新定义材料设计，提供无与伦比的定制和准确性。

您可以通过此链接阅读《自然通讯》中题为“通过机器学习基于规定机械行为的超材料快速逆向设计”的研究论文。