Các nhà nghiên cứu tại Đại học Nagoya, Nhật Bản đã tạo bước đột phá lớn trong việc đào tạo cho AI khả năng dự đoán hướng đi của các hạt tinh thể trong vật liệu đa tinh thể bằng hình ảnh quang học, giúp giảm đáng kể thời gian phân tích từ 14 giờ xuống còn 1,5 giờ. Bước tiến này mở đường cho việc sử dụng hiệu quả hơn các thành phần đa tinh thể trong công nghệ. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí APL Machine Learning.

Tầm quan trọng của tinh thể trong ngành công nghiệp

Tinh thể là thành phần quan trọng của nhiều máy móc. Các vật liệu quen thuộc được sử dụng trong công nghiệp có chứa các thành phần đa tinh thể, bao gồm hợp kim kim loại, gốm sứ và chất bán dẫn. Vì vật liệu đa tinh thể được tạo thành từ nhiều tinh thể, chúng có cấu trúc vi mô phức tạp và tính chất của chúng thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào cách các hạt tinh thể được định hướng. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các tinh thể silicon được sử dụng trong pin mặt trời, điện thoại thông minh và máy tính.

Thách thức trong phân tích vật liệu đa tinh thể

GS. Noritaka Usami, đồng tác giả nghiên cứu cho biết: “Để vật liệu đa tinh thể có thể được sử dụng hiệu quả trong ngành công nghiệp, cần kiểm soát và đo lường sự phân bố hướng của các hạt tinh thể. Tuy nhiên, điều đó gặp khó khăn do cần có kỹ thuật cải tiến và thiết bị đắt tiền để đo các mẫu có diện tích lớn”.

Ứng dụng AI trong dự đoán hướng tinh thể

Nhóm nghiên cứu đã áp dụng mô hình học máy để đánh giá các bức ảnh chụp bằng cách chiếu sáng bề mặt của vật liệu silicon đa tinh thể từ nhiều hướng khác nhau. Kết quả là AI đã dự đoán thành công hướng của các hạt tinh thể.

Hiệu quả và ứng dụng công nghiệp tiềm năng

GS. Usami cho biết: “Thời gian thực hiện phép đo này mất khoảng 1,5 giờ để chụp ảnh quang học, đào tạo mô hình học máy và dự đoán hướng tinh thể, nhanh hơn nhiều so với các kỹ thuật thông thường kéo dài khoảng 14 giờ. Phương pháp mới cũng cho phép đo các vật liệu có diện tích lớn mà các phương pháp thông thường không làm được”.

Bước tiến mới hứa hẹn sẽ cách mạng hóa khả năng sử dụng vật liệu đa tinh thể trong các ngành công nghiệp như điện tử và năng lượng mặt trời.

Nguồn :từ trang web:vista.gov.vn.của cục thông tin KH&CN quốc gia