Они нужны в робототехнике, медицинских устройствах и других высокотехнологичных сферах. Особый интерес представляют фотоактивные кристаллы — они меняют форму под действием света, а значит, их можно использовать для легких и дистанционно управляемых систем.

Один из главных показателей таких материалов — блокирующее усилие: максимальная сила, которую кристалл может создать, если его деформацию полностью ограничить.

Проблема в том, что добиться высоких значений сложно — все зависит от структуры молекул, свойств кристалла и условий эксперимента.

Ученые из Университета Васэда применили машинное обучение, чтобы улучшить работу фотоактивных кристаллов. Исследованием руководил доцент Такуя Танигучи из Центра Data Science, а помогали ему Казуки Исидзаки и профессор Тору Асахи.

Результаты опубликовали в Digital Discovery.

• Сначала использовали метод LASSO-регрессии, чтобы подобрать оптимальные молекулы.
• Затем применили байесовскую оптимизацию для выбора лучших условий экспериментов.

В итоге команда добилась рекордного блокирующего усилия — в 3,7 раза больше, чем раньше. При этом метод оказался в 73 раза эффективнее традиционного перебора вариантов.

Где это пригодится

Такие кристаллы можно использовать в миниатюрных роботах, медицинских инструментах для микрохирургии или системах доставки лекарств. Они работают без прямого контакта — только под воздействием света, а значит, подходят для сложных условий, где важна точность.

Танигучи подчеркивает:

Наш подход открывает путь к созданию более сложных устройств — от носимой электроники до систем мониторинга в труднодоступных местах.

Это исследование — важный шаг к практическому применению фотоактивных материалов. Машинное обучение здесь не просто ускоряет процесс, а позволяет найти неочевидные комбинации молекул и условий, которые человек мог бы упустить.

Польза в трех пунктах:

1. Экономия ресурсов — вместо тысяч экспериментов алгоритмы быстро находят лучший вариант.
2. Новые возможности — усиление блокирующей силы расширяет сферы применения, например, в микрохирургии.
3. Экологичность — свет как источник энергии снижает потребность в батареях или проводах.

Такие технологии могут изменить подход к созданию актуаторов, сделав их компактнее и эффективнее.

Ранее ученые разработали наногибрид с уникальными свойствами.