Materialer med deres egne ‘fingeraftryk’
Materialer udvikler sig over tid – præcis som os mennesker. De reagerer endda forskelligt på stress og afslapning. Nu har forskere fundet en ny metode til at undersøge, hvordan materialer ændrer sig ved at bruge en kombination af X-ray photon correlation spectroscopy (XPCS), kunstig intelligens (AI) og maskinlæring.
AI-NERD: Ny nørd på blokken
Forskere ved Advanced Photon Source (APS) og Center for Nanoscale Materials (CNM) ved det amerikanske Department of Energy’s (DOE) Argonne National Laboratory har slået sig sammen for at skabe et nyt projekt kaldet Artificial Intelligence for Non-Equilibrium Relaxation Dynamics, eller AI-NERD. Lyder klogt, ik’? Denne nørd-agtige AI-model laver unikke ‘fingeraftryk’ af forskellige materialer ved brug af en autoencoder, som er en slags neural netværk.
Genkendelse af mønstre
For at forstå, hvad de analyserer, kondenserer forskerne de enorme mængder data til fingeraftryk, der kun indeholder den mest nødvendige information om prøven. Det er som at have materiale-genomet; alle oplysninger, du skal bruge for at rekonstruere det fulde billede. James (Jay) Horwath, hovedforfatteren af studiet, sagde, “AI er en mønstergenkendelsesekspert.”
Fingeraftryk og billeder
AI behandler spredningsmønstre som billeder og finder gentagne mønstre. “Mønstrene er så mangfoldige og komplekse, at selv eksperter har svært ved at forstå dem uden hjælp fra AI,” bemærker Horwath. Kortlægning af fingeraftryk fra et stort eksperimentelt datasæt hjælper med at identificere tendenser og gentagne mønstre og giver os en bedre forståelse af, hvordan materialer udvikler sig over tid.
Fremtiden er lys, meget lys
Opgraderingen af APS-anlægget, som snart kommer online, vil generere 500 gange lysere røntgenstråler end den oprindelige APS. Det betyder masser af data, som kun AI kan sortere igennem med sin kraftfulde mønstergenkendelse. “De data, vi får fra den opgraderede APS, vil virkelig have brug for AI’s kraft for at blive gennemskuelige,” siger Horwath.
Så næste gang du tænker på fingeraftryk, husk at materialer nu også har deres helt egne, takket være en klog AI-nørd og et hold dedikerede forskere. Hvem vidste, at videnskab kunne være så fingeraftryk-fanstastisk?
