Судалгаанд оролцогчид хиймэл оюун ухааныг (AI) ашиглан нүүрстөрөгчийн гангийн хүч чадлыг полистиролын хөнгөн чанартай хослуулсан шинэ, 革新члагдсан наноматериалыг бүтээжээ. Эдгээр шинэ төрлийн наноматериалуудыг машин сургалтын техник болон 3D хэвлэх аргаар бүтээсэн бөгөөд өмнө нь байсан загвартай харьцуулахад хүч чадал нь хоёр дахин нэмэгдсэн байна. Судалгаанд оролцсон эрдэмтэд эдгээр материал нь автомашин, онгоцны хүчтэй, хөнгөн, түлшний үр ашигтай үүрэг гүйцэтгэх эд ангиудыг хөгжүүлэхэд хүргэж болохыг онцлон тэмдэглэжээ. Тэдний судалгааны үр дүнг 1-р сарын 23-нд Advanced Materials сэтгүүлд нийтэлжээ. Тобин Филеттер, Торонто их сургуулийн инженерийн профессор, "Эдгээр шинэ материалын загварууд нь онгоц, нисдэг тэрэг, сансрын хөлгүүд зэрэг агаарын хэрэглээнд хэт хөнгөн эд ангиудыг бий болгож, нислэгийн явцад түлшний зарцуулалтыг бууруулж, аюулгүй байдал, гүйцэтгэлийг хангах болно гэж найдаж байна. " гэж сэтгэгдлээ илэрхийлжээ. "Энэ нь агаарын тээврийн хүрээлэн буй орчинд үзүүлэх нөлөөг ихээхэн бууруулна. " Олон материалаар хүч чадал нь ихэвчлэн тогтворгүй байдлыг бууруулдаг. Жишээлбэл, керамик таваг нь хүнд зүйлсийг барихад хангалттай хүчтэй байдаг ч, хатуу чанар нь чийггүй байдлыг үүсгэж, бага хүчээр хагарах магадлалтай болгодог. Энэхүү сорилтыг нанохүрээтэй материалд ашигладаг бөгөөд эдгээр нь хүний үсний өргөний зуунд хагас хэмжээгээр бүтсэн олон тооны жижиг, давталт ихтэй элементүүдээс бүрддэг. Эдгээр материал нь жингийн хувьд гайхамшигтай хүчийг боловч хэт ачааллыг даахад асуудал үүсгэдэг стрессийн цэгүүдийг боловсруулж чадна.

Хагаралт үүсэх энэ чиглэл нь практик хэрэглээг нь хязгаарлаж байжээ. Анхны зохиогч, Калтехийн инженерийн судлаач Питер Серлес "Би энэ асуудлын талаар эргэцүүлж, машин сургалт нь шийдвэрлэхэд төгс санаа гэдгийг ойлгосон" гэж хэлжээ. Наноматериалын сайжруулсан загваруудыг судлахын тулд судалгааны баг төрөл бүрийн геометрыг симуляцийн арга ашиглан стандартжуулсан. Эдгээр загваруудын мэдээлэлтэй холбоотой алгоритм нь мөрдөгдөж байгаа ачааллыг үр дүнтэйгээр тархаах оновчлогдсон хэлбэрийг таамаглах боломжтой болсон. Эдгээр загваруудыг эцсийн шалгалтад оруулсны дараа судалгааны баг 3D хэвлэх төхөөрөмж ашиглан шинэ нанолатцуудаа үйлдвэрлэжээ. Тэд эдгээр бүтэц нь кило тутамд метр кубын 2. 03 мегапаскалыг дааж чаддаг гэдгийг олж мэдсэн бөгөөд энэ нь титаны хүчнээс тав дахин нэмэгдэх болно. "Энэ нь нанохүрээтэй материалыг оновчтой болгоход машин сургалтыг анх удаа ашиглаж байгаа бөгөөд бид гаргасан ахиц дэвшлээрээ гайхаж байна, " гэж Серлес хэлсэн. "Алгоритм нь зөвхөн сургалтын багцын амжилттай загваруудаас хуулбарлахад зогсохгүй, бүтэлгүйтэлд хүргэсэн өөрчлөлтүүд шагналаа авсан нь зөвшилцөлийн шинэ хослол бүтээх боломжийг олгосон. " Эхлэхдээ судалгааны баг эдгээр материалуудыг томоор хөгжүүлэх, илүү сайн загваруудыг судлахад анхаарлаа хандуулах төлөвтэй байна. Үндсэн зорилго нь ирээдүйн тээврийн хэрэгсэлд зориулан илүү хөнгөн, хүчтэй эд ангиудыг хөгжүүлэх явдал юм. Серлес нэмж хэлэхдээ, "Жишээлбэл, титанаар хийсэн онгоцны эд ангиудыг энэ шинэ материалаар солихыг хүсвэл, энэ нь материалын kilограмм тутамд жилд 80 литрийн түлшний хэмнэлт олох хүчин зүйл болно. "