يمكن لاستخدام الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي أن يسمح للمصممين بتقليل الإمكانيات بشكل كبير، مما يوفر الوقت لزيادة الابتكار.

المصدر: سيباستيان دودا - أدوبي ستوك

هناك اهتمام هائل بإمكانات الذكاء الاصطناعي (AI) والتعلم الآلي (ML). هناك قدر متساو تقريباً من القلق بشأن الذكاء الاصطناعي. هناك الكثير من الأسئلة المحيطة بالذكاء الاصطناعي؛ أحد الأسئلة هو كيف يمكن استخدام الذكاء الاصطناعي لمصلحة الصناعة. الشركات ترى ببطء الإمكانات.

ما هو AI و ML على أي حال؟

الذكاء الاصطناعي (الذكاء الاصطناعي) هو مجال واسع يهدف إلى إنشاء آلات يمكنها تقليد الذكاء البشري، في حين أن التعلم الآلي (التعلم الآلي) هو مجموعة فرعية من الذكاء الاصطناعي التي تركز على تمكين الآلات من التعلم من البيانات وتحسين أدائها دون برمجة صريحة.

كان ساميول أمين، أستاذ الممارسة ومدير برنامج الماجستير في تصميم المنتجات ومدير برنامج البكالوريوس - الهندسة الكيميائية والبيئية والمواد في كلية الهندسة بجامعة ميامي، في طليعة الذكاء الاصطناعي. ويلاحظ أنه في حين أن الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي مجالات ذات اهتمام كبير حاليًا، فهي ليست بالضرورة تقنيات جديدة تمامًا.

"تطور الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي من أنظمة الخبراء التي كانت موجودة لفترة طويلة،" لاحظ أمين. لقد كانت هناك أنظمة خبراء يمكن أن توجه الأدوات لقياسات محددة في البحث والتطوير، في مراقبة الجودة، وتحسين العملية والصيانة التنبؤية في التصنيع، في التشخيص وتخطيط العلاج في الرعاية الصحية إلخ.

"لقد كان الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي تطوراً من أنظمة الخبراء حيث اعتمد الأداء على المعرفة المبرمجة في البداية إلى أنظمة الذكاء الاصطناعي / التعلم الآلي اليوم ، حيث يمكنك الحصول على رؤى عالية المستوى والتوجيه من خلال التعلم المستمر من البيانات الجديدة ،" أشار أمين.

وأضاف: "لقد كان تبني الذكاء الاصطناعي بطيئاً، ولا يعرف الناس كيف يمكن استخدامه بفعالية. باستخدام الذكاء الاصطناعي لتطوير المنتجات، يمكنك ضبط الصيغة لتحقيق خصائص أداء معينة ويمكنك أخذها إلى مكان لا يمكن تحقيقه دون إجراء مئات التجارب".

كيف تستخدم شركات الطلاءات والحبر الذكاء الاصطناعي و ML في الصياغة

على وجه التحديد، يمكن للذكاء الاصطناعي أن يفيد مصنعي الطلاءات والحبر بطرق عديدة. الصياغة هي منطقة مثالية للذكاء الاصطناعي؛ شارك البروفيسور أمين مع البروفيسور يلينا يشا (كريسة مؤسسة نايت لعلوم البيانات والذكاء الاصطناعي في جامعة ميامي) في تأسيس شركة FastFormulator Inc. التي تستخدم الذكاء الكيميائي (مزيج من الذكاء الاصطناعي / التعلم الآلي العميق / علم الصياغة) من بين تخصصاتها.

"عملنا مؤخرا على صيغ الحبر المستدام لشركة كبيرة،" قال أمين. "كنا نبحث في تركيبات قابلة للتحلل الحيوي. أحد المجالات ذات الأهمية هو طريقة تدفق الحبر. على سبيل المثال ، مع قلم كروي ، فإن طريقة تدفق الحبر تملي تدفق الحبر على الورق ويمكن أن تؤثر على كثافة اللون وجودة الكتابة. يحدد هذا من خلال اللزوجة والريولوجيا.

"إذا أرادت شركة إنشاء حبر مستدام جديد تمامًا أو صيغة طلاء ، فسيتعين عليها العودة إلى لوحة الرسم" ، واضاف أمين. "لا يمكنك أن تستقر صبغات الحبر؛ يجب تعليقها لضمان اللون الموحد. إنه نفس الشيء إذا كنت ترش طلاء الطلاء؛ عليك ضمان أن تبقى صيغة الطلاء مستقرة، ترش بفعالية ولن تتسرب الفوهة، وأنك ستحصل على تغطية موحدة جيدة وكثافة لون جيدة. "

ولاحظ أمين أن استخدام جهود إعادة الصياغة التقليدية يستغرق وقتا كبيرا وموارد كبيرة.

"لديك عدة مكونات في صيغة تتحكم في خصائص السطح وخصائص التدفق والاستقرار" ، أشار إلى ذلك. "يحتاج تحسين الصيغة إلى العديد من الاختبارات ، وتختلف مكونًا واحدًا في كل مرة ، حتى تحصل على المزيج الصحيح. بالنسبة للطباعة بالنفاث الحبر ، فأنت تتدفق بسرعات عالية جداً (معدل قص عالي) ، وهو أمر مهم جدًا ، ويجب عليك ضمان خصائص التدفق المثلى وتجنب انسداد الصبغات. يمكن للذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي تسريع عملية تحسين الصيغة هذه بشكل كبير. بدلًا من إجراء 100 تجربة ، يمكنك أن تنزل إلى 10 أو حتى خمس. "

هناك المزيد الذي يذهب إلى الصيغة. يمكن أن تدخل لوائح جديدة حيز التنفيذ ، مما يغير توافر المكونات المسموح بها. يستخدم FastFormulator أيضًا الذكاء الاصطناعي للبقاء على اطلاع هناك ، بالإضافة إلى الملكية الفكرية (IP) وبراءات الاختراع.

"يمكن للذكاء الاصطناعي أيضا مراقبة أي تغييرات في التنظيم أو الامتثال" ، أشار أمين. "يمكن للذكاء الاصطناعي أن يعطيك بديلاً مسموح به. عندما تدخل لوائح جديدة حيز التنفيذ ، فإنه عادة ما لا يكون بديلاً فردياً ويصبح هذا مكثفاً في العمالة. كما يمكن أن يساعد في مراقبة المساحة الفكرية ، بالإضافة إلى مساعدتك في العثور على صيغ مماثلة في صناعات مختلفة تمنح الشركات ميزة تنافسية. "

إنشاء طلاء أو حبر جديد باستخدام الذكاء الاصطناعي

قدم أمين مثالًا على إنشاء حبر أو طلاء جديد قابل للتحلل الحيوي.

وقال: "مع الحبر أو الطلاء ، لديك صبغات ومستحلبات وبوليمرات يجب أن تكون قابلة للتحلل الحيوي". "كانت جميع هذه المكونات تقليديا على أساس البترول، ولكن الآن تريد أن تصنعها كلها من مصادر نباتية أو بيولوجية. إذا كنت شركة طلاء أو حبر، كيف أفعل ذلك؟"

"هناك عدد كبير جدا من الموردين الذين لديهم الآن العديد من الخيارات للبوليمرات القابلة للتحلل الحيوي والمحلبات والصبغات والصبغات" واصل أمين. "فكيف تعرف أي واحد سيعطيك الأداء الذي يتوقعه عملائك؟ هذا مجال متطور مع خيارات جديدة من خيارات المواد الصديقة للبيئة التي تخرج على أساس مستمر. إذا كنت شركة طلاء / طلاء كبيرة مثل Akzo Nobel أو Sherwin-Williams أوPPG، عملائك لديهم توقعات معينة من العلامات التجارية الخاصة بك. لديك خيارات لمجموعة كبيرة من المواد الجديدة الصديقة للبيئة التي عليك الجمع بينها في النسب الصحيحة للحصول على الأداء المتوقع. يجب اختبار كل تركيبة. يمكن أن يستغرق ذلك أشهر أو حتى سنوات".

وقال أمين أنه مع الذكاء الاصطناعي، يمكن للمصمم صنع هذه التركيبات حرفيا في غضون ساعات.

وأضاف "تدخل المكونات في النظام وستقدم توصيات تلقائيا". "قد يعطيك أفضل خمس صيغ ممكنة. لا تزال عليك اختبار الصيغ، ولكن الآن لديك نقطة بداية محسنة".

بالإضافة إلى الصياغة الكيميائية والامتثال التنظيمي ومراقبة الملكية الفكرية ، يمكن أيضًا تخصيص FastFormulator للتعامل مع المهام الأخرى.

"مجالات خبرتنا الرئيسية هي الذكاء الاصطناعي / التعلم الآلي / التعلم العميق جنبًا إلى جنب مع الخبرة العلمية المتعمقة في علوم الصياغة / الكولويد ، والريولوجيا ، والنشاط السطحي إلخ ،" أشار أمين. "أول منتج لدينا هو نموذج الذكاء الكيميائي ، الذي يحسن تركيبات المواد الصحيحة. يمكننا أيضًا الذهاب إلى جانب التصنيع ، حيث يجب عليك الحصول على المعالجة (خلط / ضخ / تدفق الأنابيب) بشكل صحيح. لدينا نموذج الذكاء الاصطناعي الثاني على الامتثال والتنظيم ، الذي يجمع المعلومات في الوقت الحقيقي. يراقب الثالث الملكية الفكرية وبراءات الاختراع.

"يمكننا أيضًا تخصيص هذه المنتجات" ، أضاف. "لدينا نموذج اشتراك، حيث نقدم تحديثات مستمرة للنماذج واللوائح وإضافة مكونات جديدة. لدينا أيضًا الذكاء الاصطناعي كخدمة للشركات المتوسطة إلى الأصغر التي لا تملك مختبرًا، لأننا لدينا مختبر صياغة مجهز بالكامل ويمكننا صنع صيغ منتجات مخصصة لهم باستخدام منصة الذكاء الاصطناعي / ML ومختبر الصيغ. "

"لقد قمنا بتصميمات الحبر المخصصة بالإضافة إلى العمل مع موردي المواد الكيميائية لصناعة الطلاء والطلاء" ، قال أمين. "نحن نقوم بتطوير الصيغة للصناعات الاستهلاكية وكذلك التطبيقات الزراعية. ومن المثير للاهتمام أن العلوم الأساسية هي نفسها من حيث المستحلبات ومزيجات النشاط السطحي / البوليمر وخصائص التدفق وخصائص السطح والاستقرار".

مخاوف حول الذكاء الاصطناعي

هناك مخاوف مشروعة بشأن استخدام الذكاء الاصطناعي. يخاف الناس من فقدان وظائفهم، وهناك إدراك بأن الذكاء الاصطناعي يمكن أن يبدأ في اتخاذ القرارات بمفرده. يقول أمين إن هذا ليس له أساس.

"في الوقت الحالي، هناك تردد معين مع الذكاء الاصطناعي،" قال أمين. "الناس لا يعرفون الكثير عن قدرات الذكاء الاصطناعي. المفتاح هو فهم أن الذكاء الاصطناعي هو أداة يمكن أن تساعدنا على تعزيز إنتاجيتنا. عليك معرفة ما هي قدرة تلك الأداة. لا يمكن للأدوات القيام بأي شيء دون توجيهاتنا؛ لا أرى الذكاء الاصطناعي يخرج ويبني الأشياء نفسها.

وأضاف "مدى فعالية استخدامه هو مسألة - لا يزال يحتاج إلى إثبات قيمته، ولا يمكن إظهار قيمته ما لم يتم اعتمادها بفعالية". "أظهرت دراسة حديثة أن 6٪ فقط من الشركات الكبيرة اعتمدت الذكاء الاصطناعي ، في حين لا يزال آخرون يحاولون فهم ما يمكن أن يفعله. نحن نرى الكثير من الشركات الناشئة التي تدخل السوق والتي لا تفهم أيضًا القيمة الحقيقية للذكاء الاصطناعي. يجب عليك استخدام الذكاء الاصطناعي بالطريقة الصحيحة ، وتصفية الضوضاء وإيجاد القيمة الحقيقية من خلال جمع تقارب علوم الذكاء الاصطناعي / ML / التعلم العميق / الصياغة - الكولويد -

"الذكاء الاصطناعي هو أداة ويجب اعتمادها - هناك خوف من التغيير ، وإذا كان ما نفعله ينجح ، فلماذا نحتاج إلى تغييره؟ هذه مسألة لأن الناس مقاومون للتغيير. لا يتعلق الأمر بإصلاح عملية بل بتسريع العملية. إن الإجراءات المتكررة ليست أفضل استخدام لعقلنا. يتيح لنا الذكاء الاصطناعي أن نكون أكثر ابتكارا. تحتاج الشركات إلى تخصيص بعض الموارد لغدًا للتبني الفعال للذكاء الاصطناعي. يتطلب الذكاء الاصطناعي تغيير ثقافي وتغيير عقلية ، وهو أمر صعب تحقيقه. سيتعين على التعليم أن يلعب دوراً حا

في النهاية، يرى أمين فرصا كبيرة للذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي لصياغة الحبر والطلاء.

"سيسرع الذكاء الاصطناعي بشكل كبير وقت التسويق،" خلص أمين. "الوقت الذي توفره هو تكلفة فرصة وتحررك لتقديم منتجات مبتكرة بشكل أسرع وأكثر فعالية".