PRISMby Mirdyne

01Die Methode

PRISM entscheidet, welche Experimente gemacht werden.

Echte Experimente sind langsam und teuer, deshalb wählt PRISM die aus, aus denen wir am meisten lernen.

Das Vinci-Oberstufentriebwerk in einem Höhenprüfstand montiert: Seine dunkle Düse hängt unter einem Gewirr aus Rohren und Kabeln.
Ein echter Triebwerkstest dauert Monate. Vinci, in einem Höhenprüfstand am DLR.

Exponat A · Die Leiter

Günstige Prüfungen kommen zuerst, teure zuletzt.

Die meisten Ideen scheitern früh, in einer Simulation, die Sekunden dauert, lange vor einem Test, der Wochen dauert.

Diagramm: Die PRISM-Leiter: eine schnelle KI-Simulation, eine exakte Quantenberechnung, Phasendiagramme, eine Druckbarkeitsprüfung, dann Herstellung und Test. Jeder Schritt kostet mehr als der vorherige, und die meisten Ideen scheitern früh. Die Zahlen sind beispielhaft.

  1. 0 Ist es überhaupt stabil?

    schnelle KI-Simulation · Sekunden

    48 geprüft, 24 bestanden

  2. 1 Stimmt die Energie?

    exakte Quantenberechnung · Stunden

    24 geprüft, 10 bestanden

  3. 2 Welche Phasen entstehen?

    Phasendiagramme · Minuten

    10 geprüft, 5 bestanden

  4. 3 Ist es 3D-druckbar?

    Druckbarkeitsprüfung · Sekunden

    5 geprüft, 2 bestanden

  5. 4 Erfüllt es die Anforderung?

    Herstellung und Test · Wochen

    2 geprüft, 1 gewählt

Beispielhaft

Für diese Website gezeichnet. Die Zahlen zeigen das Prinzip, keine echten Ergebnisse. Die Zeiten sind typische Werte pro Idee.

Exponat B · Sichere Einstellungen

Wir suchen einen sicheren Einstellungsbereich.

Maschinen driften, daher braucht das Rezept Spielraum. Ziehen Sie den Punkt: Überall in der schraffierten Fläche wird das Metall noch dicht.

Beispielhaft

Die Grenzen folgen üblichen Skalierungsregeln: Bindefehler mit P/v, Keyholing mit P/√v, Kugelbildung bei hoher Geschwindigkeit. Keine gemessenen Daten.

Energiedichte88 J/mm³

Innerhalb des sicheren Bereichs

Das Metall verschmilzt mit der Schicht darunter und erstarrt dicht.

Sicher: funktioniert noch, wenn die Leistung um 10 % und die Geschwindigkeit um 8 % abweicht.

Exponat C · Intelligente Experimente

Jedes Experiment wird danach ausgewählt, was wir daraus lernen.

PRISM testet dort, wo das Modell am unsichersten ist, nahe der besten Antwort. Drücken Sie Start, um zu sehen, wie die Unsicherheit schrumpft.

19
Messungen brauchte das CAMEO-System des NIST, um das beste Material zu finden
177
Punkte auf der vollständigen Karte, von denen es die meisten nie messen musste
Quellen

Kusne et al., Nature Communications 11, 5966 (2020): etwa 10 Stunden statt mehr als 90. Die Demo ist ein echter Lernkreislauf (ein Gauß-Prozess) an einer Testfunktion, nicht an Materialdaten.

Diagramm: Aktives Lernen an einer synthetischen Funktion: 2 von 177 Punkten gemessen.

Gemessen 2 von 177

Exponat D · Wiederverwendung

Nur die Module ändern sich von einem Material zum nächsten.

Der Kern bleibt gleich. So wechselt eine Plattform von Legierungen zu Polymeren.

Der Kern · bleibt gleich

  • Planer und Playbooks
  • Ideengenerator
  • Bewerter
  • Wissensgraph und Rückverfolgbarkeit
  • Druckbarkeitsprüfung
  • Nachweisdatei

Derselbe Kern, von einem Projekt zum nächsten.

Ändert sich mit jedem Material

Anforderung

Einsatzort, Temperatur und die Legierung, die übertroffen werden muss

Physik

Schnelle KI-Simulationen, exakte Quantenberechnungen und Phasendiagramme

Bewertet nach

Stabilität, Oxidationsbeständigkeit und Druckbarkeit

Tests

Dichte, innere Struktur und Hitzetests

02Wie PRISM auswähltPrototyp

Welche Rezepte lohnen sich?

Die KI schlägt Rezepte vor, bewertet sie und sagt, wo sie unsicher ist. Das letzte Wort haben exakte Physik und echte Tests.

Diagramm: Wie PRISM auswählt: Ein Generator schlägt Rezepte in einem Entwurfsraum aus drei Elementen vor. Mehrere Modelle bewerten jedes davon, und ein Hof zeigt, wie uneinig sie sich sind. Die vielversprechenden, aber unsicheren werden exakt nachgerechnet, schwer druckbare fallen heraus, und ein sicheres Fenster wird gewählt. Testergebnisse trainieren die Modelle nach.

Beispielhaft

Für diese Website gezeichnet. Rezepte, Bewertungen und Fenster zeigen das Prinzip; es sind keine Projektdaten.

  1. 01

    Vorschlagen

    Ein Generator schlägt eine ganze Reihe von Rezepten vor: viele gute, nicht nur einen besten Tipp.

  2. 02

    Bewerten

    Mehrere unabhängige Modelle bewerten jedes Rezept. Wo sie sich uneinig sind, trauen wir der Bewertung weniger.

  3. 03

    Genau nachrechnen

    Vielversprechende Rezepte, bei denen die Modelle unsicher sind, bekommen eine exakte Quantenrechnung.

  4. 04

    Lässt es sich drucken?

    Bevor Metall hergestellt wird, prüfen wir mit Prozessdaten von Fraunhofer IAPT, ob es sich drucken lässt.

  5. 05

    Ein Fenster, kein Punkt

    Wir geben einen sicheren Bereich weiter, keinen einzelnen Punkt. Ein Bereich funktioniert auch noch, wenn die Maschine wechselt.

  6. 06

    Testen, dann lernen

    Jedes Testergebnis fließt zurück und trainiert die Modelle für die nächste Runde nach.

Ein Sprachmodell liest die Fachliteratur und nennt seine Quellen. Über die Physik urteilt es nie.

03Offene Forschung

Forager: das Gehirn einer Fruchtfliege auf der Suche nach neuen Legierungen.

Unser offenes Forschungsprojekt. Der Schaltplan des Gehirns einer Fruchtfliege steuert eine KI, die hochschmelzende Legierungen vorschlägt.

164.506
Gehirnzellen im Schaltplan, der die Suche steuert
5 Prüfungen
von einer schnellen Schätzung bis zu vollständigen Quantenberechnungen
240+
Experimente im öffentlichen Protokoll, jedes mit vorab notierter Vorhersage

Diagramm: Eine bekannte Antwort, geprüft: Für eine 50/50-Mischung aus Molybdän und Tantal ergibt Forager 1149 plus oder minus 114 Kelvin, innerhalb des vor dem Lauf vereinbarten Toleranzbereichs von 500 bis 2600 Kelvin. Der veröffentlichte Wert ist 2020 Kelvin.

Bevor wir einer Prüfung vertrauen, muss sie eine bekannte Antwort reproduzieren.

Quellen

Forager, Experiment E242; veröffentlichter Wert von Kim und Widom, Phys. Rev. Materials 7, 063803 (2023), ausgewertet mit Foragers eigener Fehlerregel.

Forager

Forager nutzt nur öffentliche Daten und ist von den Projekten oben getrennt.

04Nachweis

Für jedes Ergebnis bewahren wir die Nachweise auf.

Jeder Datensatz zeigt, woher er kommt und wer ihn sehen darf. Wechseln Sie die Ansicht, um zu sehen, was jeder Partner sieht.

Ansicht als

Verantwortet die Anforderung. Öffnet 5 von 8 Datensätzen.

Kunde ASie

Freigabe R-019Freigabe R-019Unterzeichnet von Kunde A. Nur für die Fertigung.

Partner B

Nur BerechnungNur BerechnungSoftware liest die Rohdaten, kein Mensch.

Mirdyne

Freigabe R-044Freigabe R-044Nur aggregierte Eigenschaften.

Kunde ASie

  • PrivatBleibt bei dem Unternehmen, das die Daten erzeugt hat.
  • Nur für SoftwareSoftware darf die Daten nutzen, kein Mensch liest sie.
  • FreigegebenMit namentlich genannten Partnern geteilt, signiert.
  • ÖffentlichBewusst veröffentlicht, nie automatisch.
Beispielhaft

Erfundene Parteien und Datensätze, keine Kundendaten. Rückverfolgung und Exportkennzeichnung funktionieren heute; automatische Durchsetzung der Weitergaberegeln wird aufgebaut.

Regeln, denen PRISM folgt

  1. 01Alles, was aus Daten entsteht, behält die strengsten Regeln seiner Eingaben.
  2. 02Für das Training von KI mit den Daten eines Partners braucht es eine eigene Erlaubnis.
  3. 03Exportregeln gehen mit den Daten mit.
  4. 04Partner können jederzeit aussteigen und ihre Daten mitnehmen.

Ein veröffentlichtes Beispiel

So sieht eine vollständige Aufzeichnung aus.

Im Jahr 2020 fand CAMEO, ein KI-System des NIST, ein besseres Speichermaterial und hielt jeden Schritt fest. Wir halten jedes unserer Ergebnisse genauso fest.

  1. 01 · Die Frage

    Welche Mischung aus Germanium, Antimon und Tellur verändert sich am stärksten zwischen Glas und Kristall?

  2. 02 · Die Möglichkeiten

    177 verschiedene Mischungen, nebeneinander auf einem 3-Zoll-Wafer hergestellt.

  3. 03 · Was bekannt war

    Optische Messungen jeder Stelle, als Glas und als Kristall, vor dem Durchlauf aufgenommen.

  4. 04 · Die Messungen

    19 Runden. In jeder wählte CAMEO eine Stelle für eine Röntgenmessung aus und lernte aus dem Ergebnis.

  5. 05 · Die Antwort

    Ge₄Sb₆Te₇, gefunden in Runde 19. Etwa dreimal so viel Kontrast wie beim bisher besten bekannten Material.

  6. 06 · Der Nachweis

    Auf zwei weitere Arten bestätigt: unter dem Elektronenmikroskop und in einem funktionierenden Bauelement.

Quellen

Kusne et al., Nature Communications 11, 5966 (2020); NIST-Pressemitteilung, 24. November 2020. CAMEO ist die Arbeit des NIST und seiner Partner, nicht unsere. Wir zeigen es, weil es das klarste veröffentlichte Beispiel für eine vollständige Aufzeichnung ist.

Was Ihnen bleibt

Ein fertiges Bauteil verrät nicht, wie es hergestellt wurde.

Ein gegossener Legierungsknopf mit kristalliner Oberfläche, in einem roten Deckel auf einem Labortisch.
Ein Legierungsknopf im Gusszustand.

Diagramm: Was die Prüfung eines Bauteils zeigt: woraus es besteht, seine Spurengase und seine innere Struktur. Was beim Eigentümer bleibt: die sicheren Einstellungen, die Fehlschläge, die Geschichte und der Nachweis.

Was ein Bauteil preisgibt

  • Woraus es bestehtÜbliche Laboranalyse
  • SpurengaseSauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff
  • Seine innere StrukturRöntgenanalyse und Elektronenmikroskopie
  • Hinweise darauf, wie es hergestellt wurdeHinweise, nicht das Rezept

Was beim Eigentümer bleibt

  • Die sicheren EinstellungenWas auch bei Schwankungen funktioniert
  • Die FehlschlägeJede Idee, die nicht funktioniert hat, und warum
  • Der VerlaufVon der Anforderung bis zur Entscheidung
  • Der NachweisTestergebnisse und die Fähigkeit, es erneut herzustellen

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