এআই টাইটানিয়াম অ্যালোগুলিকে শক্তিশালী করার এবং উত্পাদন গতি বাড়ানোর নতুন উপায় প্রকাশ করে

যদি এই অংশগুলি আরও দ্রুত, শক্তিশালী এবং নিকট-নিখুঁত নির্ভুলতার সাথে তৈরি করা যায়?

মেরিল্যান্ডের লরেলের জনস হপকিন্স অ্যাপ্লাইড ফিজিক্স ল্যাবরেটরি (এপিএল) এর বিশেষজ্ঞদের সমন্বয়ে গঠিত একটি দল এবং জনস হপকিন্স হুইটিং স্কুল অফ ইঞ্জিনিয়ারিং এটিকে বাস্তবে পরিণত করার জন্য কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তার উপকার করছে। তারা প্রক্রিয়াজাতকরণ কৌশলগুলি সনাক্ত করেছে যা উত্পাদনের গতি এবং এই উন্নত উপকরণগুলির শক্তি উভয়ই উন্নত করে – গভীর সমুদ্র থেকে বাইরের স্থান পর্যন্ত জড়িত একটি অগ্রিম।

এপিএলের গবেষণা ও অনুসন্ধানী উন্নয়ন মিশন অঞ্চলে চরম ও বহুমুখী উপকরণ বিজ্ঞানের সায়েন্সের প্রোগ্রাম ম্যানেজার মরগান ট্রেক্সলার বলেছেন, “বর্তমান এবং ভবিষ্যতের দ্বন্দ্বের দাবি মেটাতে জাতি উত্পাদনকে ত্বরান্বিত করার জরুরি প্রয়োজনের মুখোমুখি।” “এপিএলে, আমরা দ্রুত মিশন-প্রস্তুত উপকরণগুলি বিকাশের জন্য লেজার-ভিত্তিক অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিংয়ে গবেষণা অগ্রসর করছি, এটি নিশ্চিত করে যে উত্পাদন অপারেশনাল চ্যালেঞ্জগুলি বিকশিত হওয়ার সাথে তাল মিলিয়ে চলেছে।”

অনুসন্ধানগুলি, সম্প্রতি জার্নালে প্রকাশিত অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং, টিআই -6 এএল -4 ভি-তে ফোকাস করুন, এটি উচ্চ শক্তি এবং কম ওজনের জন্য পরিচিত একটি বহুল ব্যবহৃত টাইটানিয়াম খাদ। দলটি লেজার পাউডার বিছানা ফিউশন, থ্রিডি-প্রিন্টিং মেটালের একটি পদ্ধতি জন্য পূর্বে অনাবিষ্কৃত উত্পাদন শর্তগুলি মানচিত্রের জন্য এআই-চালিত মডেলগুলি লাভ করেছে। ফলাফলগুলি প্রক্রিয়া সীমা সম্পর্কে দীর্ঘ-ধরে রাখা অনুমানকে চ্যালেঞ্জ জানায়, কাস্টমাইজযোগ্য যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলির সাথে ঘন, উচ্চমানের টাইটানিয়াম উত্পাদন করার জন্য একটি বিস্তৃত প্রসেসিং উইন্ডো প্রকাশ করে।

আবিষ্কারটি উপকরণ প্রক্রিয়াজাতকরণ সম্পর্কে চিন্তাভাবনার একটি নতুন উপায় সরবরাহ করে, সহ-লেখক ব্রেন্ডন ক্রুম বলেছেন।

“কয়েক বছর ধরে, আমরা ধরে নিয়েছি যে নির্দিষ্ট কিছু প্রক্রিয়াকরণ পরামিতিগুলি সমস্ত উপকরণগুলির জন্য ‘অফ-সীমা’ ছিল কারণ তারা এপিএলের সিনিয়র উপকরণ বিজ্ঞানী ক্রুম বলেছিলেন। “তবে সম্ভাবনার সম্পূর্ণ পরিসীমা অন্বেষণ করতে এআই ব্যবহার করে আমরা নতুন প্রক্রিয়াজাতকরণ অঞ্চলগুলি আবিষ্কার করেছি যা উপাদান শক্তি এবং নমনীয়তা, বা এমনকি উন্নতি করার সময় দ্রুত প্রিন্টিংয়ের অনুমতি দেয়, না ভাঙা ছাড়াই প্রসারিত বা বিকৃত করার ক্ষমতা। এখন, ইঞ্জিনিয়াররা তাদের নির্দিষ্ট প্রয়োজনের ভিত্তিতে অনুকূল প্রক্রিয়াকরণ সেটিংস নির্বাচন করতে পারেন।”

এই অনুসন্ধানগুলি এমন শিল্পগুলির জন্য প্রতিশ্রুতি রাখে যা উচ্চ-পারফরম্যান্স টাইটানিয়াম অংশগুলির উপর নির্ভর করে। বৃহত্তর গতিতে শক্তিশালী, হালকা উপাদানগুলি উত্পাদন করার ক্ষমতা শিপ বিল্ডিং, বিমান এবং চিকিত্সা ডিভাইসে দক্ষতা উন্নত করতে পারে। এটি মহাকাশ এবং প্রতিরক্ষার জন্য অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিংকে অগ্রসর করার জন্য বিস্তৃত প্রচেষ্টাতেও অবদান রাখে।

সোমনাথ ঘোষ সহ হুইটিং স্কুল অফ ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের গবেষকরা এআই-চালিত সিমুলেশনগুলিকে সংহত করছেন আরও ভালভাবে ভবিষ্যদ্বাণী করার জন্য কীভাবে সংযোজনমূলকভাবে উত্পাদিত উপকরণগুলি চরম পরিবেশে সম্পাদন করবে। ঘোষ সহ-নেতৃত্ব দেন দুটি নাসা স্পেস টেকনোলজি রিসার্চ ইনস্টিটিউট (এসটিআইএস) এর মধ্যে একটি, জন হপকিন্স এবং কার্নেগি মেলনের মধ্যে একটি সহযোগিতা উপাদান যোগ্যতা এবং শংসাপত্রকে ত্বরান্বিত করার জন্য উন্নত কম্পিউটেশনাল মডেলগুলি বিকাশের দিকে মনোনিবেশ করেছিল। লক্ষ্যটি হ’ল স্পেস অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য নতুন উপকরণগুলি ডিজাইন, পরীক্ষা এবং বৈধ করার জন্য প্রয়োজনীয় সময়কে হ্রাস করা – এমন একটি চ্যালেঞ্জ যা টাইটানিয়াম উত্পাদনকে পরিমার্জন ও ত্বরান্বিত করার জন্য এপিএলের প্রচেষ্টার সাথে ঘনিষ্ঠভাবে একত্রিত হয়।

একটি বড় লিপ ফরোয়ার্ড

এই যুগান্তকারী অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিংকে অগ্রসর করতে এপিএলে বছরের পর বছর ধরে কাজ করে। ২০১৫ সালে এপিএলের গবেষণা ও অনুসন্ধানী উন্নয়ন বিভাগের উত্পাদন প্রযুক্তিগুলির জন্য প্রধান বিজ্ঞানী স্টিভ স্টোরক যখন ২০১৫ সালে পরীক্ষাগারে পৌঁছেছিলেন, তখন তিনি স্বীকৃতি দিয়েছিলেন যে অনুশীলনের সীমাবদ্ধতা রয়েছে।

“তারপরে, প্রতিরক্ষা বিভাগ জুড়ে অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং ব্যবহারে সবচেয়ে বড় বাধাগুলির মধ্যে একটি ছিল উপকরণগুলির প্রাপ্যতা – প্রতিটি ডিজাইনের একটি নির্দিষ্ট উপাদান প্রয়োজন, তবে তাদের বেশিরভাগের জন্য শক্তিশালী প্রক্রিয়াজাতকরণ শর্ত বিদ্যমান ছিল না,” স্টোরস স্মরণ করেছিলেন। “টাইটানিয়াম ডিওডির চাহিদা পূরণকারী কয়েকজনের মধ্যে অন্যতম ছিল এবং traditional তিহ্যবাহী উত্পাদন কার্য সম্পাদনের সাথে মেলে বা অতিক্রম করার জন্য অনুকূলিত হয়েছিল। আমরা জানতাম যে আমাদের উপকরণগুলির পরিসীমা প্রসারিত করতে হবে এবং প্রসেসিং প্যারামিটারগুলি পরিমার্জন করতে হবে অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিংয়ের সম্ভাব্যতা পুরোপুরি আনলক করতে।”

এপিএল ত্রুটি নিয়ন্ত্রণ এবং উপাদান কর্মক্ষমতা উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিংকে পরিশোধিত করে কয়েক বছর ব্যয় করেছে। ২০২১ সালে, এপিএল দল জন হপকিন্স এপিএল টেকনিক্যাল ডাইজেস্টে একটি গবেষণা প্রকাশ করেছিল যে কীভাবে ত্রুটিগুলি যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে প্রভাবিত করে তা পরীক্ষা করে। একই সময়ে, স্টোরের দল একটি দ্রুত উপাদান অপ্টিমাইজেশন কাঠামো তৈরি করছিল, এটি একটি প্রচেষ্টা যা 2020 সালে একটি পেটেন্ট দায়ের করেছিল।

এই কাঠামোটি – প্রক্রিয়াজাতকরণের শর্তগুলির অপ্টিমাইজেশনকে উল্লেখযোগ্যভাবে ত্বরান্বিত করার জন্য ডিজাইন করা – সর্বশেষ অধ্যয়নের জন্য একটি শক্তিশালী ভিত্তি সরবরাহ করেছে। এই ভিত্তি তৈরির উপর ভিত্তি করে, দলটি মেশিন লার্নিং লার্নিং লার্নিংকে একটি অভূতপূর্ব প্রসেসিং প্যারামিটারগুলি অন্বেষণ করতে শিখেছে, এমন কিছু যা traditional তিহ্যবাহী ট্রায়াল-অ্যান্ড-ত্রুটি পদ্ধতির সাথে অযৌক্তিক হত।

এই পদ্ধতির ফলে বৈষয়িক অস্থিতিশীলতা সম্পর্কে উদ্বেগের কারণে পূর্বে বরখাস্ত একটি উচ্চ-ঘনত্ব প্রক্রিয়াকরণ ব্যবস্থা প্রকাশিত হয়েছিল। লক্ষ্যযুক্ত সমন্বয়গুলির সাথে, দলটি টিআই -6 এএল -4 ভি প্রক্রিয়া করার নতুন উপায়গুলি আনলক করেছে, লেজার পাউডার বিছানা ফিউশনটির জন্য দীর্ঘ অনুকূলিত।

“আমরা কেবল বর্ধিত উন্নতি করছি না,” স্টোরস বলেছেন। “আমরা এই উপকরণগুলি প্রক্রিয়া করার সম্পূর্ণ নতুন উপায় খুঁজে পাচ্ছি, আনলকিং ক্ষমতাগুলি যা আগে বিবেচনা করা হয়নি। অল্প সময়ের মধ্যে আমরা প্রক্রিয়াজাতকরণ শর্তগুলি আবিষ্কার করেছি যা সম্ভব বলে মনে করা হয়েছিল তার বাইরে পারফরম্যান্সকে ধাক্কা দিয়েছিল।”

এআই লুকানো নিদর্শনগুলি সন্ধান করে

টাইটানিয়ামের বৈশিষ্ট্যগুলি, সমস্ত উপকরণগুলির মতো, উপাদানটি প্রক্রিয়া করার পদ্ধতি দ্বারা প্রভাবিত হতে পারে। লেজার শক্তি, স্ক্যানের গতি এবং লেজার ট্র্যাকগুলির মধ্যে ব্যবধান নির্ধারণ করে যে উপাদানটি কীভাবে দৃ if ় হয় – এটি শক্তিশালী এবং নমনীয় বা ভঙ্গুর এবং ত্রুটিযুক্ত হয়ে যায় কিনা। Dition তিহ্যগতভাবে, সঠিক সংমিশ্রণটি সন্ধানের জন্য ধীর ট্রায়াল-অ্যান্ড-ত্রুটি পরীক্ষার প্রয়োজন।

ম্যানুয়ালি সেটিংস সামঞ্জস্য করার এবং ফলাফলের জন্য অপেক্ষা করার পরিবর্তে, দলটি বায়েশিয়ান অপ্টিমাইজেশন ব্যবহার করে এআই মডেলগুলিকে প্রশিক্ষণ দেয়, একটি মেশিন লার্নিং কৌশল যা পূর্বের তথ্যের উপর ভিত্তি করে সবচেয়ে প্রতিশ্রুতিবদ্ধ পরবর্তী পরীক্ষার পূর্বাভাস দেয়। প্রারম্ভিক পরীক্ষার ফলাফলগুলি বিশ্লেষণ করে এবং প্রতিটি পুনরাবৃত্তির সাথে এর ভবিষ্যদ্বাণীগুলি পরিমার্জন করে, এআই দ্রুত প্রসেসিং শর্তগুলিতে দ্রুতই থাকে – গবেষকরা ল্যাবটিতে মুষ্টিমেয় কিছু পরীক্ষা করার আগে হাজার হাজার কনফিগারেশনগুলি কার্যত অন্বেষণ করতে দেয়।

এই পদ্ধতির ফলে দলটিকে পূর্বে অব্যবহৃত সেটিংস দ্রুত সনাক্ত করার অনুমতি দেওয়া হয়েছিল – যার মধ্যে কয়েকটি traditional তিহ্যবাহী উত্পাদনকে বরখাস্ত করা হয়েছিল – যা শক্তিশালী, ডেনসার টাইটানিয়াম উত্পাদন করতে পারে। ফলাফলগুলি দীর্ঘকালীন অনুমানগুলি উল্টে দেয় যা সম্পর্কে লেজার প্যারামিটারগুলি সর্বোত্তম উপাদানগুলির বৈশিষ্ট্য দেয়।

“এটি কেবল অংশগুলি আরও দ্রুত উত্পাদন সম্পর্কে নয়,” ক্রুম বলেছিলেন। “এটি শক্তি, নমনীয়তা এবং দক্ষতার মধ্যে সঠিক ভারসাম্যকে আঘাত করার বিষয়ে। এআই আমাদের প্রক্রিয়াজাতকরণ অঞ্চলগুলি অন্বেষণ করতে সহায়তা করছে যা আমরা নিজেরাই বিবেচনা করতাম না।”

স্টোরকে জোর দিয়েছিল যে পদ্ধতির টাইটানিয়াম প্রিন্টিংয়ের উন্নতির বাইরে চলে যায় – এটি নির্দিষ্ট প্রয়োজনের জন্য উপকরণগুলি কাস্টমাইজ করে। “নির্মাতারা প্রায়শই এক-আকারের-ফিট-সমস্ত সেটিংসের সন্ধান করেন তবে আমাদের স্পনসরদের যথাযথতা প্রয়োজন,” তিনি বলেছিলেন। “এটি আর্টিকের সাবমেরিনের জন্য হোক বা চরম পরিস্থিতিতে কোনও ফ্লাইট উপাদান হোক না কেন, এই কৌশলটি আমাদের সর্বোচ্চ পারফরম্যান্স বজায় রেখে সেই অনন্য চ্যালেঞ্জগুলির জন্য অনুকূল করতে দেয়” “

ক্রোম যোগ করেছেন যে আরও জটিল উপাদান আচরণের পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য মেশিন লার্নিং মডেলকে প্রসারিত করা আরেকটি মূল লক্ষ্য। দলের প্রাথমিক কাজটি ঘনত্ব, শক্তি এবং নমনীয়তার দিকে নজর রেখেছিল এবং ক্রুম বলেছিলেন যে ক্লান্তি প্রতিরোধ বা জারা যেমন অন্যান্য গুরুত্বপূর্ণ বিষয়গুলির মডেলিংয়ের দিকে নজর রয়েছে।

“এই কাজটি এআই, হাই-থ্রুপুট টেস্টিং এবং ডেটা-চালিত উত্পাদন শক্তি সম্পর্কে একটি স্পষ্ট প্রদর্শন ছিল,” তিনি বলেছিলেন। “এটি আমাদের স্পনসরর প্রাসঙ্গিক পরিবেশে কীভাবে একটি নতুন উপাদান প্রতিক্রিয়া জানায় তা বোঝার জন্য কয়েক বছর ধরে পরীক্ষা -নিরীক্ষা লাগত, তবে আমরা যদি পরিবর্তে কয়েক সপ্তাহের মধ্যে এই সমস্ত কিছু শিখতে পারি এবং দ্রুত বর্ধিত অ্যালোগুলি উত্পাদন করতে সেই অন্তর্দৃষ্টি ব্যবহার করতে পারি?”

নতুন সম্ভাবনা

এই গবেষণার সাফল্য আরও বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশনগুলির দ্বার উন্মুক্ত করে। টাইটানিয়ামের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করা সম্প্রতি প্রকাশিত কাগজটি, তবে একই এআই-চালিত পদ্ধতির অন্যান্য ধাতু এবং উত্পাদন কৌশলগুলিতে প্রয়োগ করা হয়েছে, বিশেষত অ্যাডেটিভ ম্যানুফ্যাকচারিংয়ের সুবিধা নেওয়ার জন্য তৈরি করা মিশ্রণগুলি সহ, স্টোরস বলেছেন।

ভবিষ্যতের অনুসন্ধানের একটি ক্ষেত্র সিটু পর্যবেক্ষণে তথাকথিত-বাস্তব সময়ে উত্পাদন প্রক্রিয়াটি ট্র্যাক এবং সামঞ্জস্য করার ক্ষমতা। স্ট্যাকস এমন একটি দৃষ্টিভঙ্গির বর্ণনা দিয়েছেন যেখানে অত্যাধুনিক ধাতব সংযোজনীয় উত্পাদন বাড়িতে 3 ডি প্রিন্টিংয়ের মতো নির্বিঘ্ন হতে পারে: “আমরা একটি দৃষ্টান্তের শিফটটি কল্পনা করি যেখানে ভবিষ্যতের অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং সিস্টেমগুলি মুদ্রণের সাথে সাথে সামঞ্জস্য করতে পারে, বিস্তৃত পোস্ট-প্রসেসিংয়ের প্রয়োজন ছাড়াই নিখুঁত মানের নিশ্চিত করে এবং অংশগুলি যোগ্য হয়ে উঠতে পারে।”