maart 2022 - Jaarbeurs
Algemeen / 05 november 2019

Onderzoekers ontwerpen nieuw materiaal met alleen kunstmatige intelligentie

Een bijzonder onderzoek bij TU Delft. Onderzoekers van de universiteit hebben nieuw materiaal weten te maken met behulp van alleen kunstmatige intelligentie.

Het nieuwe materiaal is ontwikkeld zonder enig experimenteel onderzoek te doen. Dit supersamendrukbare maar sterke materiaal werd ontworpen met behulp van alleen kunstmatige intelligentie. “Kunstmatige intelligentie geeft je een schatkaart, en als wetenschapper moet je de schat zien te vinden”, zegt Miguel Bessa, eerste auteur van de publicatie over dit onderwerp in Advanced Materials.

Vouwfiets

Miguel Bessa, universitair docent bij Materials Science and Engineering aan de TU Delft, kreeg inspiratie voor dit onderzoeksproject in zijn tijd aan het California Institute of Technology. In het Space Structures Lab zag hij een satellietconstructie die vanuit een heel klein pakketje lange zonnezeilen kon openen. Hij vroeg zich af of het mogelijk zou zijn om een in hoge mate samendrukbaar maar sterk materiaal te ontwerpen, dat tot een klein deel van zijn volume kan worden samengeperst. “Als dat mogelijk is, kun je alledaagse voorwerpen zoals fietsen, eettafels en paraplu’s in je zak opvouwen en in je zak meenemen”, zegt Bessa.

Ontwerpproces omkeren

De volgende generatie materialen moet adaptief, veelzijdig en aanpasbaar zijn. Dit is mogelijk met zogenaamde metamaterialen, waarin structuur centraal staat, en waarin door middel van nieuwe geometrieën totaal nieuwe eigenschappen en functionaliteiten kunnen worden gerealiseerd. “Ontwerp van metamateriaal was tot nu toe echter gebaseerd op uitgebreide experimenten en trial-and-error”, vervolgt Bessa. “Wij pleiten ervoor om het proces om te keren, door machine learning in te zetten om nieuwe ontwerpmogelijkheden te verkennen, en experimenten tot een absoluut minimum te beperken.”

Machine learning

“We gebruiken datagestuurde computerberekeningen voor het onderzoek naar een nieuw concept voor een metamateriaal, en voor de aanpassing van het concept aan de gewenste eigenschappen, de keuze van basismaterialen, de lengteschalen en de productieprocessen.” Met behulp van machine learning vervaardigde Bessa twee ontwerpen op verschillende lengteschalen, die broze polymeren omzetten in lichte, recyclebare en supersamendrukbare metamaterialen. Bij het ontwerp op macroschaal streefde hij naar maximale comprimeerbaarheid, bij dat op microschaal naar grote sterkte en stijfheid.

Onontgonnen gebieden

Toch stelt Bessa dat het belangrijkste aspect van het werk niet is dat ze dit specifieke materiaal hebben weten te maken, maar dat het ze gelukt is via machine learning onontgonnen gebieden van de ontwerpruimte te betreden. “Het belangrijkste is dat we met machine learning de mogelijkheid krijgen om het ontwerpproces om te keren: door over te stappen van experimenteel onderzoek naar datagestuurde computerberekeningen, zelfs als er informatie ontbreekt in de computermodellen. De essentiële vereisten zijn dat er ‘voldoende’ gegevens over het betreffende probleem beschikbaar zijn en dat de gegevens accuraat genoeg zijn.” Bessa is een sterke voorstander van datagestuurd onderzoek in de mechanica en de materiaalwetenschap. “Datagestuurde wetenschap zal een revolutie teweegbrengen in de manier waarop we tot nieuwe ontdekkingen komen, en ik kan niet wachten om te zien wat de toekomst ons zal brengen.”

Bron: TU Delft 

Deel dit artikel

Meer nieuws

Recycling MDF en HDF-platen mogelijk met innovatieve technologie

(productnews)
MDF- en HDF-vezelplaten hebben meerdere toepassingen in de meubelindustrie en bouwsector. Ze worden ook gebruikt voor de...
MDF- en HDF-vezelplaten hebben meerdere toepassingen in de meubelindustrie en bouwsector. Ze worden ook gebruikt voor de productie van laminaatvloeren. Recycling gebeurt doorgaans niet. Het merendeel ervan wordt verbrand aan...
Algemeen / 18-10-2021
Lees meer

Amerikaanse staalfabriek draait nagenoeg volledig op zonne-energie

(productnews)
Een staalfabriek in het Amerikaanse Colorado draait voortaan in belangrijke mate op zonne-energie. De Pueblo fabriek van...
Een staalfabriek in het Amerikaanse Colorado draait voortaan in belangrijke mate op zonne-energie. De Pueblo fabriek van EVRAZ North America is hiermee naar eigen zeggen de eerste staalfabriek ter wereld...
Energie / 18-10-2021
Lees meer

Toyota Mirai rijdt 1.360 kilometer op één tank waterstof

Toyota Mirai rijdt 1.360 kilometer op één tank waterstof

(PARTNER NIEUWS)
Automotive / 18-10-2021
(productnews)
Toyota vestigt met zijn waterstof-aangedreven Mirai een nieuw wereldrecord. Tijdens een recordpoging in de Verenigde Staten...
Toyota vestigt met zijn waterstof-aangedreven Mirai een nieuw wereldrecord. Tijdens een recordpoging in de Verenigde Staten legde een Mirai een afstand van maar liefst 1.360 kilometer af op één tank...
Automotive / 18-10-2021
Lees meer

SmartBrick maakt kademonitoring kosteneffectief en schaalbaar

SmartBrick maakt kademonitoring kosteneffectief en schaalbaar

(PARTNER NIEUWS)
High tech / 15-10-2021
(productnews)
De eerste SmartBricks van Althen zijn op dinsdag 12 oktober geplaatst op de locatie Proefbelasting Overamstel. SmartBrick is...
De eerste SmartBricks van Althen zijn op dinsdag 12 oktober geplaatst op de locatie Proefbelasting Overamstel. SmartBrick is ontstaan vanuit een innovatiecompetitie van de Gemeente Amsterdam, waar het in twee...
High tech / 15-10-2021
Lees meer

Blijf op de hoogte, schrijf je in voor onze nieuwsbrief

Je ontvangt maximaal 1x per week het laatste nieuws per email.
Inschrijven