संशोधकांनी कृत्रिम बुद्धिमत्तेचा (AI) वापर करून अशी नवीन नॅनोमटेरियाल्स तयार केली आहेत, ज्या कार्बन स्टीलची ताकद हलक्या स्टायरोफोमच्या गुणधर्मांशी मिश्रित करतात. या नव्या विकसित केलेल्या नॅनोमटेरियाल्स, मशीन लर्निंग तंत्रज्ञान आणि 3D प्रिंटिंगच्या माध्यमातून बनविलेल्या, पूर्वीच्या डिज़ाइनच्या ताकदीपेक्षा अधिक than दुगुना ताकद आहेत. या अध्ययनातील वैज्ञानिकांनी सांगितले की या सामग्रीपैकी मजबूत, हलके आणि अधिक इंधन कार्यक्षम घटकांचे विकास होऊ शकतो ज्यामुळे ऑटोमोबाईल्स आणि विमानांमध्ये उपयोग होईल. त्यांच्या निष्कर्षांचा प्रकाश 23 जानेवारीला अॅडव्हान्स्ड मटेरियाल्स जर्नलमध्ये प्रकाशित झाला. संरक्षण लेखक टोबिन फिलेटर, टोरंटो विद्यापीठातील अभियांत्रिकीचे प्राध्यापक, आशावाद व्यक्त करत म्हणाले, "आम्हाला आशा आहे की या नवीन सामग्रीच्या डिज़ाइनमुळे विमान, हेलिकॉप्टर आणि अंतराळयानांसारख्या एरोस्पेस अनुप्रयोगांसाठी अल्ट्रा-हलके घटक विकसित होतील, ज्यामुळे उड्डाणादरम्यान इंधनाची वदल कमी होईल आणि सुरक्षा आणि कार्यक्षमता सुनिश्चित करता येईल. यामुळे विमान उद्योगाचा पर्यावरणीय परिणाम लक्षणीय कमी होऊ शकतो. " काही सामग्रीमध्ये ताकद साधताना कठोरता थांबवावी लागते. उदाहरणार्थ, एक सिरेमिक डिनर प्लेट सामान्यत: जड वस्तूंचे वजन समर्थन करण्यायोग्य शक्तिशाली असते, परंतु तिची कठोरता तुटण्याची प्रवृत्ती साधते, ज्यामुळे ती कमी शक्तीनेही तुटण्यास प्रवृत्त होते. ही समस्या नॅनो-अर्किटेक्टेड सामग्रीवरही लागू होते, जी मानवी केसाच्या शिरा गुंडाचे शंभरव्या भागाच्या आकाराच्या अनेक लहान, पुनरावृत्त बांधकाम खड्क्यांपासून बनलेली असते. जरी या सामग्री त्यांच्या वजनाच्या तुलनेत अद्वितीय ताकद देतात, तरी त्यांना ताण बिंदू वाढवण्याची क्षमता असते, ज्यामुळे अचानक अपयश होते.

तुटण्याची ही प्रवृत्ती त्यामुळे त्यांच्या व्यवहारिक अनुप्रयोगांना बंधित करीत आहे. प्रथम लेखक पीटर सर्ल्स, कॅलटेकमध्ये अभियांत्रिकी संशोधक, यांनी नमूद केले, "या समस्येवर विचार करताना, मला स्पष्ट झाले की मशीन लर्निंगसाठी ही एक आदर्श समस्या आहे. " नॅनोमटेरियाल्ससाठी सुधारित डिज़ाइन शोधण्यासाठी, संशोधकांनी विविध भूआकृतींची सिमुलेशन केली, त्यानंतर त्या मशीन लर्निंग अल्गोरिदमच्या साहाय्याने विश्लेषित केल्या. तयार केलेल्या डिज़ाइनच्या आधारे अल्गोरिदम योग्य आकारांचे भाकीत करू शकत होते, जे लागू केलेल्या ताणांचे सुसंगत वितरण करत आणि मोठ्या लोड्स सहन करतात. या डिज़ाइनची अंतिम रूपरेषा ठरवून, संशोधकांनी 3D प्रिंटरचा वापर करून नवे नॅनोलेटिस तयार केले. त्यांनी शोधले की या रचनांनी एक क्यूबिक मीटर प्रति किलो वजनासाठी 2. 03 मेगापास्कलची ताण सहन करू शकते - टायटॅनियमच्या ताकतीपेक्षा पाचपट. "हा नॅनो-अर्किटेक्टेड सामग्रीला ऑप्टिमाईस करण्यासाठी मशीन लर्निंगचा वापर करण्याचा पहिला प्रसंग आहे, आणि आम्ही केलेल्या प्रगतीने आश्चर्यचकित झालो, " सर्ल्स यांनी सामायिक केले. "अल्गोरिदमने फक्त प्रशिक्षित संचातील यशस्वी डिज़ाइनची पुनरावृत्ती केली नाही; ते कार्यक्षम असलेल्या आणि नसलेल्या सुधारणा यांवरून शिकले, ज्यामुळे त्याला संपूर्णपणे नवे लेटिस स्ट्रक्चर सुचवता आले. " आगामी योजना म्हणून, संशोधक या सामग्रीचे प्रमाण वाढवणे आणि त्यांच्या पद्धतीद्वारे अधिक चांगले डिज़ाइन शोधणे यावर लक्ष केंद्रित करण्याचे ठरवत आहेत. त्यांचा प्रमुख लक्ष भविष्याच्या वाहनांसाठी हलके आणि मजबूत घटक तयार करणे हा आहे. सर्ल्स यांनी जोडले, "उदाहरणार्थ, जर टायटॅनियमने बनलेले विमानाचे घटक या नवीन सामग्रीने बदलले, तर त्याचा परिणाम म्हणजे प्रत्येक किलो सामग्री बदललेल्या परिस्थितीत वार्षिक 80 लिटर इंधनाची बचत होऊ शकते. "