ШТУЧНИЙ ІНТЕЛЕКТ У МАТЕРІАЛОЗНАВСТВІ: ЗМІНИ У ВІДКРИТТІ ТА РОЗРОБЦІ МАТЕРІАЛІВ

Анотація

У огляді висвітлено трансформаційний вплив штучного інтелекту в різних галузях матеріалознавства. Показано, що у сучасному матеріалознавстві спостерігається інтенсивна інтеграція зі штучним інтелектом (ШІ), що кардинально змінює парадигми наукових досліджень та технологічних розробок.Ця синергія відкриває нові горизонти для прогнозування властивостей матеріалів, оптимізації складу та структури. Використання методів машинного навчання (МН), зокрема глибинного навчання (ГН), пришвидшує процеси відкриття нових функціональних матеріалів за рахунок того, що дає змогу аналізувати величезні масиви експериментальних даних та результатів комп’ютерного моделювання, ідентифікувати приховані закономірності та встановлювати кореляції між складом, структурою та макроскопічними властивостями. Застосування ШІ в матеріалознавстві включає низку ключових напрямів. Алгоритми МН успішно використовуються для прогнозування термодинамічної стабільності та механічних характеристик сплавів, а також для моделювання процесів синтезу та обробки матеріалів. Моделі ГН демонструють високу ефективність у розпізнаванні мікроструктур за зображеннями, отриманими за допомогою електронної мікроскопії, що сприяє автоматизації аналізу та контролю якості. Крім того, методи ШІ є незамінними для виявлення оптимальних умов кристалізації, що забезпечує спрямований дизайн матеріалів із заданими властивостями. Таким чином, ШІ виступає не просто як інструмент, а як каталізатор прогресу, що дає змогу перейти від емпіричних методів «спроб і помилок» до раціонального, цілеспрямованого проєктування матеріалів. Ця тенденція є вирішальною для майбутнього розвитку матеріалознавства, оскільки вона значно скорочує час і ресурси, необхідні для комерціалізації інноваційних технологій.