Japońscy badacze opracowują sztuczną inteligencję do przewidywania orientacji kryształów

Kategorie: 

Źródło: zmianynaziemi.pl

Kryształy odgrywają kluczową rolę w różnych gałęziach przemysłu, a komponenty polikrystaliczne są szeroko stosowane w stopach metali, ceramice i półprzewodnikach. Orientacja ziaren kryształów w tych składnikach znacząco wpływa na ich właściwości. Jednakże dokładny pomiar i kontrolowanie rozkładu orientacji ziaren jest trudne ze względu na kosztowny sprzęt i pracochłonne techniki. 

 

Aby rozwiązać ten problem, zespół naukowców z Uniwersytetu w Nagoi (Japonia) opracował model sztucznej inteligencji (AI), który pozwala szybko i skutecznie przewidywać orientację kryształów. Szkoląc sztuczną inteligencję za pomocą fotografii optycznych materiałów polikrystalicznych, zespół osiągnął niezwykłe wyniki, które opublikowano w czasopiśmie APL Machine Learning .

 

Orientacja ziaren kryształów ma kluczowe znaczenie w przypadku materiałów stosowanych w ogniwach słonecznych, smartfonach, komputerach i innych technologiach. Właściwości polikryształów zależą od orientacji ich ziaren kryształów, dlatego precyzyjne przewidywanie i kontrola są niezbędne do optymalizacji ich działania.

 

Obecne metody pomiaru rozkładu orientacji ziaren w materiałach polikrystalicznych są czasochłonne i wymagają drogiego sprzętu. Profesor Noritaka Usami wyjaśnia: „Aby otrzymać materiał polikrystaliczny, który można efektywnie wykorzystać w przemyśle, konieczna jest kontrola i pomiar rozkładu orientacji ziaren. Utrudnia to jednak kosztowny sprzęt i czas wymagany do pomiaru próbek o dużej powierzchni”.

Innowacyjne zastosowanie sztucznej inteligencji w przewidywaniu orientacji kryształów
Zespół Uniwersytetu w Nagoi pod kierownictwem profesora Usamiego i profesora Hiroaki Kudo opracował model uczenia maszynowego, który analizuje zdjęcia wykonane poprzez oświetlenie powierzchni materiałów z krzemu polikrystalicznego pod różnymi kątami. Stosując to podejście, sztuczna inteligencja z powodzeniem przewidziała rozkład orientacji ziaren.

 

Aby wyszkolić model sztucznej inteligencji, badacze wykonali wiele zdjęć polikrystalicznego materiału krzemowego, oświetlając jego powierzchnię pod różnymi kątami. Fotografie te wykorzystano następnie do wyszkolenia modelu uczenia maszynowego, co pozwoliło mu dokładnie przewidzieć orientację kryształów.

W porównaniu z tradycyjnymi metodami, które trwają około 14 godzin, cały proces fotografii optycznej, szkolenia modeli AI i przewidywania orientacji nową metodą trwał tylko około 1,5 godziny. To znaczne skrócenie czasu pozwala na szybszą analizę materiałów wielkopowierzchniowych, co wcześniej było niemożliwe.

 

Profesor Usami wierzy, że ta przełomowa technologia zrewolucjonizuje rozwój materiałów. Polega na stworzeniu systemu analizy orientacji materiałów polikrystalicznych, obejmującego gromadzenie obrazów oraz model przewidywania orientacji kryształów w oparciu o uczenie maszynowe. Taki system może zostać przyjęty przez wiele firm pracujących z materiałami polikrystalicznymi.

 

Ta technologia przewidywania orientacji kryształów oparta na sztucznej inteligencji, posiadająca potencjał uproszczenia i ulepszenia produkcji komponentów polikrystalicznych, jest obiecująca dla różnych gałęzi przemysłu, torując drogę do bardziej wydajnego wykorzystania materiałów i lepszego postępu technologicznego.

Ocena: 

Nie ma jeszcze ocen
Opublikował: admin
Portret użytkownika admin

Redaktor naczelny i założyciel portalu zmianynaziemi.pl a także innemedium.pl oraz wielu innych. Specjalizuje się w tematyce naukowej ze szczególnym uwzględnieniem zagrożeń dla świata. Zwolennik libertarianizmu co często wprost wynika z jego felietonów na tematy bieżące. Admina można również czytać na Twitterze   @lecterro


Skomentuj