Kërkuesit kanë përdorur inteligjencën artificiale (IA) për të krijuar nano-materiale novatore që kombinojnë forcën e çelikut të karbonit me cilësitë e lehta të styrofoam-it. Këto nano-materiale të reja, të prodhuara përmes teknikave të mësimit të makinerive dhe printimit 3D, kanë më shumë se dyfishuar forcën e dizajneve të mëparshme. Shkencëtarët e përfshirë në këtë studim kanë treguar se këto materiale mund të çojnë në zhvillimin e komponentëve më të fortë, më të lehtë dhe me konsum më efikas të karburantit në automjete dhe aeroplanë. Gjetjet e tyre u publikuan më 23 janar në revistën Advanced Materials. Ko-autori Tobin Filleter, profesor i inxhinierisë në Universitetin e Toronto, shprehu optimizëm, duke thënë: "Ne shpresojmë që këto dizajne të reja materialesh do të rezultojnë në komponentë ultra të lehtë për aplikime në hapësirë si avionë, helikoptera dhe anije kozmike, duke reduktuar kështu konsumimin e karburantit gjatë fluturimit dhe duke siguruar siguri dhe performancë. Kjo mund të ulë ndjeshëm ndikimin mjedisor të aviacionit. " Në shumë materiale, arritja e forcës shpesh komprometon qëndrueshmërinë. Për shembull, një pjatë qeramike zakonisht është mjaft e fortë për të mbështetur objekte të rënda, por ngurtësia e saj shpesh çon në brishtësi, duke e bërë atë të prirur për të u thyer me forcë minimale. Ky sfidë aplikohet gjithashtu për materialet nano-arkitektura, që përbëhen nga numër të pafund bllokesh të vogla, repetitive që janë njëqindta e gjerësisë së një flokku të njeriut. Edhe pse këto materiale ofrojnë forcë të pabesueshme në raport me peshën e tyre, ato gjithashtu mund të zhvillojnë pika stresi që rezultojnë në dështime të papritura.

Kjo prirje për thyerje deri tani ka kufizuar aplikimet e tyre praktike. Autori kryesor Peter Serles, një kërkues inxhinierie në Caltech, vuri në dukje: "Ndërsa e reflektova këtë çështje, bëhet e qartë se ishte një problem ideal për të zgjidhur me mësimin e makinave. " Për të eksploruar dizajne të përmirësuara për nano-materialet, kërkuesit simuluan gjeometri të ndryshme përpara se t'i analizojnë ato duke përdorur një algoritëm mësimi të makinave. Algoritmi, i informuar nga dizajnet e prodhuara, mund të parashikonte forma optimale që do të shpërndanin efektivisht stresin e aplikuar ndërsa mbanin ngarkesa të mëdha. Pas përfundimit të këtyre dizajneve, kërkuesit përdorën një printer 3D për të prodhuar nano-lattice të reja. Ata zbuluan se këto struktura mund të përballonin një stres prej 2. 03 megapaskale për çdo metër kub për kilogram—një forcë pesë herë më e madhe se titan. "Kjo shënon rastin e parë të aplikimit të mësimit të makinave për të optimizuar materialet nano-arkitektura, dhe ne ishim të mahnitur nga përparimet e bëra, " ndau Serles. "Algoritmi nuk e riprodhoi thjesht dizajnet e suksesshme nga grupi i trajnim, por mësoi nga modifikimet që funksionuan dhe ato që nuk funksionuan, duke i lejuar atij të propozojë struktura krejt të reja lattice. " Duke ecur përpara, kërkuesit planifikojnë të përqendrohen në shkallëzimin e këtyre materialeve për prodhimin e komponentëve më të mëdhenj ndërsa vazhdojnë të eksplorojnë dizajne edhe më të mira përmes metodës së tyre. Qëllimi kryesor është të inxhinierohen komponentë më të lehtë dhe më të fortë për automjetet e së ardhmes. Serles shtoi: "Për shembull, nëse komponentët e aeroplanëve të realizuar nga titani zëvendësoheshin me këtë material të ri, rezultati mund të rezultonte në kursime të karburantit të 80 litra për çdo kilogram materiali të zëvendësuar. "