Foto: Cobi Krumholz / Unsplash
Más allá de la posible imagen futurista que tengas sobre qué es la Inteligencia Artificial, la realidad es mucho más simple. Menos espectacular. Pero mucho más útil. Por ejemplo, un grupo de investigadores han utilizado la Inteligencia Artificial para simular modelos de estructuras y materiales, lo que permitirá crear cascos más seguros. Pero empecemos por el principio
Esencialmente los cascos son un elemento de seguridad que, a nivel de materiales, absorbe la energía de un impacto. Para conseguir la máxima absorción de energía durante un impacto los investigadores analizan tanto distintos diseños como el uso de distintos materiales.
La estructura final de un casco es el resultado de un cuidadoso proceso de diseño, tras el cual las impresoras 3D producen estructuras con propiedades optimizadas para absorber energía.
Y aquí, en el diseño y las propiedades de los cascos es donde entra la inteligencia artificial y el estudio reciente publicado en Nature communications. Investigadores de la ETH Zurich, han desarrollado novedosas herramientas de inteligencia artificial predicen metamateriales con propiedades extraordinarias de forma rápida y automatizada.
O lo que es lo mismo, han conseguido simular modelos de cascos con distintas estructuras y materiales y analizar más rápidamente cómo se comportan estos castos al absorber la fuerza que se genera en un impacto.
Como explica el investigador principal, Dennis Kochmann, profesor de Mecánica y Materiales en el Departamento de Ingeniería Mecánica y de Procesos de la ETH Zurich, “por ejemplo, diseñamos metamateriales que se comportan como fluidos: difíciles de comprimir pero fáciles de deformar. O metamateriales que al comprimirse en una determinada dirección se contraen en todas direcciones”.
Las posibilidades de diseño parecen infinitas. Sin embargo, el problema es que estos diseños requieren de la prueba y error. Además, pequeños cambios en la estructura pueden dar lugar a grandes cambios en las propiedades. Es decir, cada cambio realizado por los investigadores implica mucho tiempo y esfuerzo.
Ahora, gracias a la Inteligencia Artificial los investigadores pueden explorar sistemáticamente el abundante diseño y las propiedades mecánicas de distintos materiales de manera mucho más rápida.
El software planteado por los investigadores se ha puesto a disposición de la comunidad de ingenieros de metamateriales, de modo que es de esperar que esto conduzca al diseño de muchos materiales nuevos e inusuales.
Y no solo servirán para el mundo del ciclismo, obviamente.
Estas herramientas de Inteligencia Artificial están abriendo nuevas vías para el desarrollo de equipos de protección, como cascos de bicicleta y mucho más, como elementos de ingeniería médica, robótica blanda, suelas de los zapatos que absorban mejor los impactos al correr. Como apunta Kochmann “si se usa bien, la IA puede ser un asistente muy eficiente y diligente, pero se le deben dar las instrucciones adecuadas y la formación adecuada, y eso requiere principios científicos y conocimientos de ingeniería”.
Ciencia al servicio de la seguridad. Bienvenida sea.
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