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機械学習とナノ3Dプリンターで「鋼の強度と発泡スチロールの軽さを兼ね備えた新素材」の開発に成功
カナダ・トロント大学を中心とした研究チームが、機械学習により軽量でありながら高い強度を誇るナノ構造素材を設計したことを発表しました。
この新しい構造の素材を飛行機や宇宙船の機体に使用すると、強度を維持しながら燃費を大きく改善させることができると見込まれています。Ultrahigh Specific Strength by Bayesian Optimization of Carbon Nanolattices – Serles – Advanced Materials – Wiley Online Library
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202410651（以下略、続きはソースでご確認ください）
Gigazine 2025年01月30日 08時00分
https://gigazine.net/news/20250130-strong-light-machine-learning/
- 機械学習による構造の探索かあ
夢も実用性もありそうな話題だ - よくわかってないけど、アブストラクトgoogle翻訳コピペ
>>1
ナノ構造材料はメタマテリアル設計の最先端にあり、いくつかの現代の用途で機械的性能のベンチマークを設定しています。しかし、従来のトポロジーによる従来のナノ構造設計では、応力分布が悪く、早期の節点破損を引き起こします。
＞ここでは、多目的ベイズ最適化と 2 光子重合を使用して、215 kg m^(-3)未満の低密度で 2.03 MPa m^3 kg^(?1)という並外れた比強度を持つ最適化されたカーボンナノラティスが作成されます。ジェネレーティブデザイン最適化により、まったく異なる格子破損応答を持つ同等の密度で、強度とヤング率がそれぞれ最大 118% と 68% 実験的に向上します。
>さらに、ナノラティスの支柱直径を 300 nm に縮小すると、熱分解誘起原子勾配が 94% sp2芳香族炭素で酸素不純物が少ない、独自の高強度カーボンが生成されます。マルチフォーカス多光子重合法を使用して、ナノメートル寸法の 1,875 万個の格子セルで構成されるミリメートル単位のスケーラブルなメタマテリアルが実証されています。
>ベイジアン最適化設計とナノアーキテクチャ熱分解炭素を組み合わせることで、最適なナノ構造は発泡スチロールの密度で炭素鋼の強度を発揮し、軽量化、燃料削減、および現代的なデザインアプリケーションにおいて比類のない機能を提供します。 - 機械学習の件が抜けている
>>1
>私たちは、スケーラブルなオープンセルトポロジーと高品質の小規模データセットに重点を置いて、実験固体力学と設計における機械学習アルゴリズムの以前の実装[注17-20]を構築します。これは、マクロな構造材料の機械的特性を向上させるために効果的に使用されているベイズ最適化を使用して行われ、[注21-24 ]ナノスケールの強化と相乗的な高い機械的性能を実現します。 - そのままマクロスケールの構造物作れるの？
ナノサイズで作り込むもの？ - ロードバイクがまた軽くなってしまう
（なおクソな規定でヒルクライム以外は6.8kg以上を遵守） - 燃費が劇的に改善するとしても製造コスト何倍オーダーですむんか？
- >>7
ナノ構造は3Dプリンターでも高コストっぽいね。詳しくないけど。
民間の住宅に降りてくるのは
20年以上先の未来か、降りてくる事は無いのか。 - >>7
初期費用は高いが、結局コストってのは材料費に収束する
造形は無人で出来るからね - そんな事より抜けない髪を開発してほしい
- 結晶構造に似た立体インフィル？
やっぱトラス構造は最強よ。
ハニカムに勝てるかな？ - 「この体が金属なのか粘土なのか…それすら我々の科学力では判らないんだ」
- >>10
ゴーグ？ - >>23
メガーメガー - ＞独自の高強度カーボンが生成されます
結局はカーボンつうこと？
- 大学の研究室のレベルではできたけど実用化しない技術って
山ほどあるって聞いたけど本当だな
コストが高すぎたりね - >>13
鉄やアルミが多用されるのは置き換え難い理由があるからなんでね
新素材の走りであるFRPの類はリサイクルという現代的な問題があるとかさ - 機械学習による最適配偶者マッチングはよ
- 機械学習関係ある？
- つまり筋交いは素晴らしいと
- 作り方には一切触れてないし、文字通り「夢」の素材
- 家の断熱材と強度強化に使用できないのかな
- >>18
冷暖房のエネルギー問題にも対応できる公共の施設はコンクリートなのであ
- >>19
既存の家にモス直ぐにセットできそう
- >>20
電気代が高騰しているので庶民の味方 - ついにできたか発泡スチール
- >>24
何言ってんだかわからなくて３秒かかった
なるほど - 炭素繊維強化プラスチックとか半導体とか
物質自体はありふれてるけど
加工コストが高いから高価なものはいっぱいあるやろ - 立方体型は珍しいものだったんだね、チタンよりも軽くて丈夫なのは凄いな
【素材】機械学習とナノ3Dプリンターで「鋼の強度と発泡スチロールの軽さを兼ね備えた新素材」の開発に成功
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