Исследовательские биты: 12 июля.

Прогнозирование ориентации кристалла

Исследователи из Университета Нагои и RIKEN обучили ИИ оптическим фотографиям поликристаллического кремния и использовали его для предсказать ориентацию кристаллов во время изготовления. Они обнаружили, что ИИ успешно предсказал распределение ориентации зерен.

«Время, необходимое для этого измерения, составило около 1.5 часов для получения оптических фотографий, обучения модели машинного обучения и прогнозирования ориентации, что намного быстрее, чем традиционные методы, которые занимают около 14 часов», — сказал Норитака Усами, профессор Высшая инженерная школа Университета Нагои. «Это также позволяет измерять материалы большой площади, что было невозможно с помощью традиционных методов».

«Это технология, которая произведет революцию в разработке материалов», — сказал Усами. «Это исследование предназначено для всех исследователей и инженеров, занимающихся разработкой поликристаллических материалов. Было бы возможно создать систему анализа ориентации поликристаллических материалов, которая объединяет сбор данных изображений и модель прогнозирования ориентации кристаллов на основе машинного обучения. Мы ожидаем, что многие компании, занимающиеся поликристаллическими материалами, установят такое оборудование».

Счет с помощью резины

Исследователи из Лейденского университета и AMOLF Amsterdam создали блок резины который умеет считать до десяти и запоминать порядок нажатия.

Механический метаматериал представляет собой кусок мягкой резины с 22 парами лучей. При первом нажатии стержни сгибаются влево, за исключением первой, которая сгибается вправо. «Затем этот первый стержень толкает следующую пару вправо, и она перемещается на одну позицию каждый раз, когда вы толкаете материал. Вот так материал считается до десяти», — сказал Леннард Квакернаак, аспирант Лейденского университета.

Резиновый метаматериал. (Фото: Шарлотта Эллерман / Лейденский университет)

Исследователи отметили, что стержень и его положение можно сравнить с битом. «Нелегко спроектировать структуру так, чтобы она реагировала так, как мы хотим. Счет — это самое простое вычисление, которое мы могли придумать, так что это было логической отправной точкой», — продолжил Квакернаак. «Попутно я обнаружил, что можно вызывать разные реакции резины, нажимая с разной силой. Экспериментируя с этим, я смог создать метаматериал, который засчитывается до конца только в том случае, если вы нажимаете на него в правильном порядке и с нужным количеством силы. Другими словами, своего рода замок.

Два потенциальных применения, которые видят исследователи, — это подсчет автомобилей разных весовых категорий, проезжающих по мосту, или шагомеры. «Большим преимуществом является то, что такие механические метаматериалы дешевы, надежны и не требуют особого ухода», — сказал Квакернаак. «Это делает их интересными для всех видов приложений».

Далее планируют спроектировать более сложную конструкцию, где взаимодействие соседей происходит не просто в одном направлении, а в плоскости. Квакернаак отметил: «На самом деле это будет простой компьютер».