AM 可以制造复杂的金属材料组件,并且已在工业中成功实施,但是,在单个组件中打印多种材料的潜力尚未得到充分开发。虽然这为设计高效的功能或结构组件提供了新途径,但它面临着许多挑战,包括可用材料、可用硬件(打印机/粉末进料器/重涂机)的限制以及打印过程中的材料兼容性。实现高质量打印的关键是了解要打印的材料的具体特性和局限性,以及它们在沉积过程中如何相互作用;然而,这很复杂,使得传统的反复试验成为一种成本高昂且效率低下的多材料增材制造(AM 或 3D 打印)方法。
这句话还介绍了人工智能的三位一体:算法、数据和计算能力。每个要素对于机器学习系统的功能都至关重要,但它们的相对优先级会随着技术发展而变化。算法控制着机器学习系统如何处理信息和做出决策。目前常见的算法主要有三类:监督学习,从结构化数据集中获取见解;无监督学习,擅长在无组织数据集中寻找结构或聚类;强化学习,通过反复试验建立机器学习系统的能力。通常,这些算法在神经网络(一种计算机程序架构)上运行。神经网络提供了巨大的灵活性和功能,但也存在自身的缺点——主要是其推理缺乏透明度。
先进材料的开发一直是科学技术进步的基石,推动着从电子到医疗保健和可再生能源等行业的创新。随着对高性能、可持续性和成本效益的需求不断增长,材料科学界发现自己正处于应对这些挑战的关键时刻。材料科学领域不再局限于发现新化合物或了解其结构;相反,它已经扩展到包括通过将实验技术与计算建模和机器学习相结合来设计具有目标功能的材料。这种转变标志着从“反复试验”方法向预测和迭代设计过程的演变。这些发展为创造更高效、更耐用、更环保的材料开辟了新的可能性,为应对气候变化和资源稀缺等全球挑战奠定了基础[1,2]。
反复试验在机器学习中起着重要作用。当模型发现其预测与实际数据集之间存在错误或差异时,它会尝试纠正其思维,使其预测接近实际情况。这个过程通常称为“训练模型”。实际数据集被分成训练集和验证集,通常按 90/10 的比例分配,其中 90% 用于训练,10% 用于验证其预测或错误率。这时,数据科学家可能会更改模型应该从中学习的特征,例如价格、产品、位置和/或模型的参数;这些是训练期间学习的训练数据集的属性。通常,参数是模型自行学习并在试图降低其预测错误率时自动调整的东西。
人工智能代理的最后一个要素是其运行的环境。环境决定了传入数据的来源和有效性,代理通过其输出影响环境(例如,对公司未来的风险评估可能会影响公司的行为)。这种反馈循环在“强化学习”中尤为重要,在强化学习中,人工智能代理通过反复试验从与环境的交互中学习,并因表现良好而获得奖励。如果将人工智能代理部署在不同的环境中,它不太可能正常运行(例如,经过训练以识别业务风险的系统在非业务环境中可能表现不佳)。因此,人工智能代理的不当行为可能是由于它部署在未经训练的环境中而导致的。
Shreepad Karmalkar教授处理了有关“解决问题”的会议,其中他展示了一般纪律独立策略如何帮助解决各种现实生活中的问题。一个人需要从某个领域进行专业知识来解决问题的心态是阻止人们解决问题的原因。纪律中的独立策略包括逻辑推理,反复试验,问题陈述,分析和类比的重新制定。分析涉及三个步骤:将整个部分分为部分,孤立地理解各部分,结合了对所获得的部分了解整体的理解。分析方法包括表示 /建模,划分和征服的策略以及逻辑推理。他还提到沟通,协作和批判性思维是现实生活中成功所需的三种技能。
热处理和淬火是一项复杂的工作。零件的配置是无穷无尽的,可用于热处理的炉子类型也是如此(图 1)。仅淬火过程中的众多变量就决定了零件满足变形要求的能力(图 2)。热处理是一个持续平衡的过程。平衡材料实现性能的能力,同时控制变形非常重要。由于热处理过程的复杂性,很难理解流体流动和零件对零件变形和性能的相互作用。通常,只有通过经验才能获得理解,而经验来自于犯错并从错误中吸取教训。然而,劳动力正在老龄化,对“反复试验”的容忍度较低。重点在于“第一次就把事情做好”。不幸的是,很少有设计规则规定零件在特定熔炉中的放置方式。
固态陶瓷合成涉及在高温(通常 > 700 ° C)下加热前体粉末混合物,并已用于实现无数功能材料。 [1–3] 最近的原位表征研究表明,固态反应通常在形成平衡相之前通过各种非平衡中间体进行。 [4–10] 这些复杂的相演变序列目前难以理解,导致需要费力地反复试验以优化陶瓷合成配方。 理论和计算可以帮助指导合成规划,但计算主要用于评估热力学稳定性或总反应能量。 [11–16] 虽然这些量很有价值,但它们并不能提供在反应过程中会出现哪些非平衡中间体的机制见解。
我们遇到了许多挑战。有些已经得到有效解决,而其他的还在继续。自从回收室门上安装了闭门器后,气味问题已基本得到解决。我们经过了数周的反复试验,才确定如何使用堆肥机的设置来将温度保持在所需范围内,尽管投入的数量和成分不断波动。我很高兴地说,自 11 月 6 日以来,温度一直保持良好。原料污染仍然是一个问题,但我们通过与食品服务部门的合作取得了进展。食品工作人员对回收室废物处理的整体护理需要改进。我也在继续寻找提高日常运营效率的方法,因为这可以腾出时间和资源来进一步扩大堆肥计划。
(2008) 指出,RSM 可以清楚地预测参数交互作用和平方项的显著性。RSM 技术可以根据显著参数、它们的交互作用和平方项对响应进行建模。因此,该方法是一种比田口方法更好的优化工具。田口方法的大多数应用都解决单响应问题,对多响应问题的关注有限 (Su, 2013)。在解决多响应问题时,应用传统的田口方法会导致在确定最佳参数设置时产生冲突。也就是说,当找到满足质量特性 A 的最佳参数组合时,可能无法满足质量特性 B。在实践中,工程师通常使用反复试验来调整引线键合参数。为了在不损失质量的情况下降低制造成本,铜线