وبحسب موقع TechSpot ، قام علماء في كلية العلوم التطبيقية والهندسة بجامعة تورنتو (كندا) بتطبيق خوارزميات التعلم الآلي لإنشاء مواد نانوية شديدة التحمل ولكنها خفيفة الوزن. تتمتع هذه التكنولوجيا بالقدرة على إحداث تأثير كبير في مجالات مثل صناعة السيارات والطيران والفضاء.

قام فريق البحث بقيادة البروفيسور توبين فيليتر بتصميم هياكل نانوية خاصة يبلغ حجمها بضع مئات من النانومتر فقط - صغيرة جدًا لدرجة أن هناك حاجة لأكثر من 100 وحدة مصطفة جنبًا إلى جنب للوصول إلى سمك شعرة الإنسان. تتكون هذه المواد من كتل صغيرة متكررة، مما يسمح بتخصيص مرن للخصائص.

الصورة: أخبار الهندسة في جامعة فورت وورث

وهذه هي المرة الأولى التي يتم فيها استخدام الذكاء الاصطناعي لتحسين المواد النانوية ذات الهندسة المعمارية المعقدة. ووفقا لبيتر سيرليس، المؤلف الرئيسي للدراسة المنشورة في مجلة Advanced Materials ، فإن الخوارزمية لا تعيد إنتاج الهياكل الموجودة فحسب، بل تتعلم أيضا من تغييرات الشكل للتنبؤ بالهياكل الجديدة بكفاءة أكبر.

استخدم الفريق طابعة ثلاثية الأبعاد ثنائية الفوتون لإنشاء نماذج أولية للمواد، ونجحوا في تصنيع شبكات نانوية كربونية محسّنة على المستوى المجهري والنانوي. تتمتع هذه التصاميم بقوة أكبر من النماذج السابقة بأكثر من الضعف، إذ تتحمل ما يصل إلى 2.03 ميجا باسكال من الضغط لكل متر مكعب من المادة، أي ما يقرب من خمس مرات أقوى من التيتانيوم.

إن التطبيقات المحتملة لهذه المادة مفتوحة على نطاق واسع. ويعتقد البروفيسور فيليتر أن صناعة الطيران يمكن أن تستخدمها لإنتاج أجزاء خفيفة الوزن للغاية للطائرات والمروحيات والمركبات الفضائية. ويقدر فريق البحث أن استبدال أجزاء التيتانيوم في الطائرات بمواد جديدة يمكن أن يوفر حوالي 80 لترًا من الوقود سنويًا لكل كيلوغرام من المواد المستبدلة، مما يساهم في خفض كبير في انبعاثات الكربون من صناعة الطيران.

يجمع المشروع العديد من المجالات من علوم المواد، والتعلم الآلي، والكيمياء إلى الميكانيكا، بمشاركة شركاء من معهد كارلسروه للتكنولوجيا (ألمانيا)، ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، وجامعة رايس (الولايات المتحدة الأمريكية). وفي المستقبل، سيواصل فريق البحث توسيع نطاق الإنتاج واختبار مواد جديدة لتقليل الوزن مع الحفاظ على القوة والصلابة العالية.