Machine learning e inteligência artificial estão moldando o futuro do design de materiais através de novas abordagens que integram eficiência e funcionalidade, garantindo materiais com resistência superior a defeitos durante a fabricação.
Contexto da pesquisa
Pesquisadores da Universidade da Califórnia em Berkeley desenvolveram um novo framework impulsionado por IA, chamado GraphMetaMat, focado no design de metamateriais 3D com propriedades mecânicas extraordinárias. Esses metais são amplamente utilizados em produtos industriais, desde painéis aeroespaciais até implantes médicos, e enfrentam desafios relacionados a defeitos que podem comprometer o desempenho.
Método proposto
O modelo GraphMetaMat utiliza técnicas avançadas de deep learning, incluindo aprendizado por reforço e a busca em árvore de Monte Carlo, permitindo aos usuários criar designs de metamateriais personalizados. “A IA pode fornecer um design realista voltado para métodos de fabricação específicos, como a impressão 3D, e otimizado para suportar diversos defeitos relacionados à fabricação” (
“AI can give you a realistic design tailored for a specific manufacturing method, like 3D printing, and optimized to withstand various manufacturing-related defects.”
— Xiaoyu (Rayne) Zheng, Professor Associado, Universidade da Califórnia em Berkeley
).
GraphMetaMat é capaz de integrar restrições de engenharia aos gráficos, incluindo aquelas relacionadas a imperfeições induzidas na fabricação.
Resultados e impacto
No estudo, GraphMetaMat foi utilizado para criar metamateriais leves otimizados para absorção de energia e mitigação de vibrações em diferentes frequências. Os resultados mostraram que os metamateriais gerados superaram consistentemente materiais tradicionais como espumas poliméricas e cristais fonônicos. Segundo Zheng, “isso abre a porta para novas possibilidades na criação de metamateriais realistas e de alto desempenho” (
“Based on our findings, GraphMetaMat has the potential to redefine the design paradigm.”
— Xiaoyu (Rayne) Zheng, Professor Associado, Universidade da Califórnia em Berkeley
).
Com essas inovações, o GraphMetaMat representa uma nova era no design de metamateriais, com potencial para aplicações em diversas indústrias, desde a automotiva até a medicina.
Fonte: (TechXplore – Machine Learning & AI)
