Yapay zeka ile daha hafif ve güçlü nanomalzemeler 

Toronto Üniversitesi Uygulamalı Bilimler ve Mühendislik Fakültesi’nden bilim insanları, yapay zeka destekli yeni bir yöntemle titanyumdan beş kat daha güçlü ve daha hafif nanomalzemeler geliştirdi. Çalışmada, malzemelerin dayanıklılığını artırmak ve ağırlığını düşürmek için gelişmiş veri analiz teknikleri kullanıldı. Havacılık ve otomotiv gibi sektörlerde geniş kullanım alanına sahip olabileceği belirtilen bu yeni malzemelerin, mevcut malzemelere kıyasla daha verimli ve dayanıklı olduğu tespit edildi.

Profesör Tobin Filleter liderliğindeki ekip, nano ölçekte üretilen malzemelerin dayanıklılığını artırmak ve ağırlığını düşürmek için yapay zeka tabanlı Bayesian optimizasyon algoritmasını kullandı. Bu yöntem, deneylerde kullanılan veri miktarını büyük ölçüde azaltarak hızlı ve verimli bir tasarım süreci sağladı. Geleneksel yöntemlerde 20 binden fazla veri noktası gerekirken, geliştirilen sistem sadece 400 veri kullanarak aynı sonuçlara ulaştı.

Araştırmacılar, yeni malzemeleri test etmek için yüksek hassasiyetli 3D yazıcılarla üretilen özel numuneler oluşturdu. Yapılan deneylerde, karbon bazlı bu nanomalzemelerin yoğunluk başına dayanıklılığının mevcut malzemelere göre iki kat daha fazla olduğu ve titanyumdan beş kat daha güçlü olduğu tespit edildi.

Çalışmanın özellikle havacılık ve otomotiv sektörlerinde geniş bir kullanım alanı bulabileceği ifade edildi. Araştırmaya göre, uçaklarda titanyum yerine bu malzemelerin kullanılması, her kilogram başına yılda 80 litre yakıt tasarrufu sağlayabilir. Benzer şekilde, otomotiv sektöründe araçların toplam ağırlığını azaltarak menzil artışına katkı sunabileceği öngörülüyor.

Çalışmanın baş yazarı Peter Serles, yapay zekanın yalnızca önceki başarılı tasarımları taklit etmekle kalmayıp, hangi geometrik değişikliklerin etkili olduğunu analiz ederek tamamen yeni yapılar öngörebildiğini belirtti. Bilim insanları, bu araştırmanın hafif, dayanıklı ve yüksek performanslı malzemelerin geliştirilmesi için önemli bir adım olduğunu vurguladı.

Kaynak: University of Toronto