Кому нужны аргументы в пользу нейросетей? Вот вам реальный кейс. Канадские ученые из университета Торонто взяли машинное обучение, добавили нанотехнологии и получили материал, который по прочности уделывает сталь, а по легкости — пенопласт. Крепкий, легкий, красивый. Идеальный для авиации, космоса и автопрома 🚀.
Была задача — придумать суперматериал. Легкий, но крепкий. Казалось бы, есть титан, карбон, разные сплавы. Но — или слишком дорого, или тяжело, или ломается. Природа в этом смысле оказалась умнее нас. Возможно, вы слышали об удивительных свойствах паутины. В 5 раз прочнее стали! И в 7 раз легче.
Ученым пришла в голову мысль — передать задачу ИИ. Мол, подумай и сделай форму, опираясь на принцип максимальной прочности при минимальном весе. Канадцы воспользовались байесовской оптимизацией — когда ИИ перебирает миллионы вариантов и находит тот самый идеальный 🧠. Алгоритм генерил структуры, проверял их на прочность (в симуляции), отбраковывал слабые и улучшал удачные. В итоге создал углеродные нанорешетки удивительной прочности — примерно в 5 раз крепче титана. И легче.
Фото: байесовская оптимизация для генеративного дизайна углеродных нанорешеток с высокой прочностью и жесткостью при минимальной плотности.
ИИ не придумал с нуля. В этом месте похвалим наш естественный интеллект. Нейросети работали с уже существующими углеродными нанорешетками — инновационным материалом, созданным человеком по мотивам структуры костей и пчелиных сот. Слабым местом углеродных нанорешеток является нестабильное напряжение. Это часто приводит к поломкам. И машины эту проблему решили. Выкрутили прочность до максимальной и равномерной. Оптимизированные нанорешетки оказались в 2 раза крепче и устойчивей стартовых образцов. Для тех, кто в теме: теперь выдерживают 2,03 мегапаскаля на кубометр на килограмм плотности 💪.
В реальном мире материал проверку прошел. Можно использовать. Где? Потенциально — в самолетах, ракетах, дронах ✈️. Везде, где важен вес, прочность и экономия. Если заменить детали из титана на этот наноматериал, то каждый килограмм замены поможет сэкономить 80 литров топлива в год. Умножьте эту цифру на флот авиакомпаний мира.
- Планы амбициозные. Программа минимум — масштабировать технологию, заменив часть металлов в авиации, автомобилестроении и космической технике. И продолжать разработки, чтобы создать новое качество материалов с запредельной прочностью и «невыносимой легкостью».
Если так дело дальше пойдет, создадут материал, который выдержит все, кроме, пожалуй, одного — попытки уронить его на пол 😊. Как в сказке: «Дед бил-бил, не разбил. Баба била-била, не разбила. А мышка бежала, хвостиком махнула, яичко упало и разбилось» 🐭.
