El ejército apunta a la nueva tecnología de células completas

En esta ocaion compartimos el siguiente articulo gracias a varias de las mejores fuentes de TECNOLOGIA, mundial, nacional e internacional, ETC.

Cuando desmontado ejercítio EE.UU la infantería está atacando posiciones enemigas fortificadas, tomando fuego hostil y moviéndose rápidamente para encontrar los mejores puntos para un asalto continuo: la "duración de la batería" puede determinar el éxito o el fracaso de la misión e incluso, la vida o la muerte.

Las unidades de soldados del Ejército posicionados hacia adelante pueden no tener acceso rápido a la recarga de la batería y, por lo tanto, pueden depender por completo de la funcionalidad de sus baterías, necesarias para alimentar la visión nocturna, radios, pequeños sensores usados ​​por soldados, computadoras portátiles portátiles para el control de drones y otros combates -objetos esenciales. Sin la energía necesaria de la batería para avanzar, los soldados podrían verse obligados a retirarse o, de una consecuencia aún mayor, volverse mucho más vulnerables al fuego enemigo.

No hace falta decir que los soldados atacantes, especialmente aquellos que se mueven a pie, necesitan equipos livianos y eléctricos para las comunicaciones, el intercambio de datos, el seguimiento del enemigo, los objetivos y algunas armas. Por lo tanto, durante muchos años los desarrolladores de armas del Ejército se han centrado estrechamente en "aligerar la carga" para que los soldados aumenten la rapidez, resistencia y funcionalidad del combate; Este amplio esfuerzo incluye no solo botas más ligeras, chalecos antibalas, cinturones, mochilas, uniformes e incluso algo de armamento.

Es dentro de este contexto más amplio que el Laboratorio de Investigación del Ejército (ARL) ahora está financiando a la Universidad de Cornell para diseñar celdas de combustible pequeñas, portátiles, livianas, duraderas y de mayor duración diseñadas para producir electricidad – Dr. Purush Iyer, oficina de investigación del Ejército con respecto a IA y Fuel Cells Research, ARL, le dijo a Warrior.

Iyer explicó cómo los científicos ahora están trabajando intensamente para fabricar nuevas celdas de combustible generadoras de electricidad más pequeñas, más seguras y más eficientes para los soldados en combate. Ya existen células de combustible con factor de forma más grande. Por ejemplo, las Pilas de Combustible ahora se están integrando en "Unidades de Energía Auxiliar" para tanques Abrams. De una manera bastante similar a las pilas de combustible más pequeñas que se están desarrollando actualmente, estas pilas de combustible más grandes se están integrando para mejorar y ampliar el rendimiento de los sensores, armas, sistemas electrónicos a bordo y sistemas informáticos de Abram. Al igual que muchos vehículos blindados de combate, los tanques Abrams dependen mucho de la energía y la modernización emergente requiere cada vez más que el vehículo genere más energía eléctrica.

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Sin embargo, este nuevo esfuerzo es bastante diferente del trabajo en curso para desarrollar pilas de combustible adecuadas para vehículos de combate más grandes; en cambio, se centra en un esfuerzo avanzado para diseñar pilas de combustible completamente nuevas. La mayoría de las pilas de combustible existentes, explicó Iyer, ahora se crean mediante la "oxidación" del hidrógeno para generar electricidad. El nuevo método, que según Iyer aún puede estar a más de cinco años de estar operativo, reemplaza el hidrógeno con metanol.

“Estamos buscando alternativas a la oxidación de las pilas de combustible de hidrógeno y buscando materiales que actúen como catalizadores en la oxidación de metanol. Cuando el hidrógeno se oxida, es mucho más difícil de controlar que el metanol. Cuando el metanol se oxida, produce energía ”, dijo Iyer a Warrior.

En resumen, los científicos están utilizando técnicas avanzadas para encontrar nuevos materiales más adecuados para producir "aleaciones", explicó Iyer.

Las aleaciones, que son sustancias fabricadas mediante la combinación y mezcla de metales y objetos no metálicos, son esenciales para la construcción de pilas de combustible.

“Las aleaciones están formadas por dos o tres materiales diferentes. Tenemos una combinación de aleaciones que armamos y queremos saber qué sucede cuando mezclamos "x" con "y" y "z", explicó Iyer.

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"Buscamos determinar las propiedades deseadas del material mediante el análisis de lo que produce cambios en los materiales", dijo Iyer.

Las propiedades clave del material se pueden descubrir al encontrar puntos críticos a los que Iyer se refirió como "variables ocultas".

“Existen estos puntos críticos donde las cosas cambian inmensamente. Al mapear dónde están esos límites, observamos las transiciones por fases para identificar picos y valles que muestran cómo cambian las propiedades de los materiales ", dijo Iyer.

Pilas de combustible e IA

"El aspecto sorprendente de esto es que la inteligencia artificial y el aprendizaje automático pueden desempeñar un papel", dijo Iyer.

La búsqueda para discernir nuevos materiales ideales, mediante el análisis de cómo cambian las propiedades, requiere grandes cantidades de recopilación de datos, una circunstancia que ahora está habilitada por las aplicaciones de inteligencia artificial en rápida evolución, explicó Iyer. Recopilar y analizar enormes volúmenes de datos microscópicos es un proceso largo, laborioso y complejo.

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“La IA se usa para buscar en los datos para identificar esos grandes cambios en las propiedades. Si haces esto a ciegas, tomará una cantidad de tiempo exponencial. Tienes esta información que es voluminosa y toma meses para que un científico de materiales la examine ”, explicó Iyer.

El proceso continuo se basa en una amplia colaboración entre científicos y expertos en inteligencia artificial que buscan cómo resolver problemas de volumen de datos mediante el uso de inteligencia artificial.

AI puede tomar un gráfico de datos y "averiguar dónde están los picos y los valles", esencialmente identificando cambios y fluctuaciones en los materiales para encontrar esas "propiedades" más adecuadas para construir nuevas aleaciones esenciales para la construcción de celdas de combustible. Esto es de tremenda consecuencia para el proceso de descubrimiento actual, ya que AI es conocido por tener un sistema ultrarrápido de recopilación de nueva información, y compararla instantáneamente con una base de datos vasta o aparentemente ilimitada, para encontrar momentos de relevancia, realizar cerca análisis en tiempo real y resolver problemas complejos.

Por lo tanto, identificar momentos de diferencia y discernir patrones pertinentes es esencial para encontrar las propiedades de material necesarias mediante el uso de IA optimiza exponencialmente la búsqueda de nuevos materiales.

El proceso para este análisis, explicó Iyer, implica el uso de una metodología científica compleja conocida como "Cristalografía de rayos X".

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La cristalografía de rayos X, como se define en las revistas científicas, es una técnica específica utilizada para evaluar la estructura atómica y molecular de un cristal que puede hacer que un haz de rayos X se "difracte".

Este proceso sigue siendo ampliamente utilizado por expertos en salud para analizar proteínas y ciertos materiales necesarios para medicamentos farmacéuticos, entre otras cosas.

Al medir los ángulos e intensidades de los haces difractados, los expertos científicos pueden determinar la "densidad de electrones dentro del cristal", según un ensayo de "Metalurgia y Ciencia de los Materiales" del Instituto Nacional de Tecnología, Rourkela, India. Este proceso, según el documento, ayuda a analizar la estructura y las propiedades de las moléculas y los átomos, como el "tamaño de los átomos". El proceso de cristalografía de rayos X se utiliza para discernir las diferencias entre varios materiales … especialmente aleaciones, de gran importancia para Fuel Células.

Curiosamente, un ensayo del "Journal of Clinical Pathology" desde 2000 señala los desafíos de recopilación y análisis de datos fundamentales para el proceso de Cristalografía de rayos X. Al referirse a los "algoritmos y paquetes de software", el ensayo parece anticipar los tipos de complejidades y problemas que los científicos ahora están utilizando para abordar la IA.

“El procesamiento de los datos de difracción es matemáticamente complejo. Afortunadamente, sin embargo, los algoritmos bien establecidos están disponibles en muchos paquetes de software y conjuntos de programas. Su existencia permite que el recién llegado relativo procese datos y calcule un mapa de densidad de electrones ”, afirma el documento. (Documento archivado en la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU., Instituto Nacional de Salud. SRA. Smith y JHJ Martin.)

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Los grandes volúmenes de datos que requiere este proceso lo convierten en un área ideal de gran relevancia para la IA, como explicó Iyer. En este sentido, de manera coherente con el punto de Iyer, el ensayo continúa explicando que la cantidad de datos reunidos a través del proceso de difracción de cristalografía de rayos X es tan grande que a menudo debe "escalarse" en "subconjuntos de datos".

Por supuesto, el ensayo, mientras señalaba el impacto del software y los algoritmos en el proceso de Cristalografía de rayos X, fue escrito en un momento en que los humanos tendrían que realizar enormes cantidades de procesamiento de datos en relación con lo que pueden lograr las técnicas modernas potenciadas por la IA.

Si bien la investigación aún es bastante temprana y no es probable que evolucione completamente al estado operativo durante al menos otros cinco años, el trabajo inicial de laboratorio ya es muy prometedor.

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"El siguiente paso es que un científico de materiales tome esos materiales particulares identificados y realice más pruebas", dijo Iyer.

A continuacion las fuentes:

FOX NEWS

ABC NEWS

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