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赛斯纳庞巴迪

利用机器人、人工智能和自主化改变材料科学

私人飞机网 更新时间:2017-01-04 17:37:44 来源:国防科技信息网 字号:

  美国空军研究实验室的材料和制造部的自主研究系统或称ARES,集成了机器人、人工智能和数据科学,很大程度改变了空军研究试验室的材料研究方式,无需人的干预,能够设计、实施和评估试验数据,是材料研究过程的革命。

  ARES是第一种用于材料开发的系统,将自主机器人、人工智能、数据科学和现场试验技术相结合,不仅能够使人们更快和更智能地知道如何做试验,而且在短期内提升科学认知。

  传统材料科学研究是耗时、以人为中心的过程,利用某种个人的知识、耐心和理解进行设计、实施、分析并解释试验数据,然后做出决定。一个典型研究团队利用传统研究方法一天只能做一到两个试验。而ARES一天可完成100多个试验,加速了材料发现过程。ARES综合了最好的硬件试验方法和人工智能的建模与仿真技术,提出下一步做什么,使人们很快得到反馈。

  ARES的机器人技能在碳纳米管增长材料研究领域进行了试验,传统上该领域几乎不可控,不太了解。ARES以自主模式进行了超过600次试验,采用计算机“大脑”确定试验条件以实现碳纳米管最大增长速度。每一次实施新的试验,都获得新的知识,ARES使这些新知识成为未来试验设计的一部分。当增加大量试验后,结果变得更加稳定,向预测碳纳米管增长速度集中,显示人工智能系统学会生长碳纳米管,并应用科学成功的智慧。

  虽然ARES能够自主实施科学研究并快速产生结果,但研究人员的作用仍然相当重要。ARES不能代替人,它的成功很大程度取决于人-机合作。然而,它可以使研究人员摆脱工作台上的试验工作,如仪器准备、监控和清洗,代之承担创造力的、有见解的、高级思考的工作,以便有新发现。ARES未来的发展方向将是自主开发化学和物理现象。目前研究人员的任务是开发软件,包括多种不同类的人工智能软件,使我们找到针对试验问题最适合的策略。可以说,ARES是一种突破性工具,改变了研究生态系统。

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