El modelo de optimización de la Universidad Estatal de Iowa utiliza el muestreo aleatorio y la estrategia de "supervivencia del más apto" para resolver rápidamente un problema.

Beneficios

  • Eficiencia incrementada
  • Disminución del tiempo de cálculo

Visa

  • Algoritmos informáticos
  • Exploración espacial
  • Ciencia de los Materiales

Objetivos de desarrollo sostenible de la ONU abordados

  • Objetivo 9: Innovación e infraestructura de la industria

  • Objetivo 12: Producción y Consumo Responsables

El Desafío

Las aleaciones de alta entropía se utilizan en una variedad de industrias, incluidas la aviación, la industria aeroespacial y la defensa. Poseen varias propiedades deseables, que incluyen resistencia a la fractura, resistencia a la corrosión y oxidación, y facilidad de uso en entornos de alta temperatura y alta presión. Sin embargo, debido a que son una combinación de cinco o más elementos, hay miles de millones de posibles opciones de diseño, lo que dificulta reducir rápidamente la búsqueda a unos pocos candidatos óptimos para una aplicación seleccionada.

Detalles de la innovación

Los investigadores utilizaron un algoritmo evolutivo híbrido que combina Cuckoo Search (CS) y el algoritmo Monte Carlo. CS se basa en la estrategia de puesta de huevos de los pájaros cucos, que ponen sus huevos en el nido de otras aves. Esto generalmente da como resultado un polluelo de cuco más grande y fuerte. El algoritmo CS hace algo similar: hay varios 'nidos', cada uno con un 'huevo' diferente que representa una posible solución. Los nidos compiten entre sí hasta encontrar la mejor solución. En el caso de las aleaciones de alta entropía, cada 'huevo' representa una combinación diferente de aleaciones, y la computadora prueba rápidamente las diferentes aleaciones para ver qué combinación es la más exitosa. Al combinar esta estrategia con el conocido algoritmo de Monte Carlo y el concepto matemático llamado vuelo de Lévy, los investigadores pudieron encontrar rápidamente aleaciones óptimas de alta entropía para cualquier cantidad de aplicaciones.

Modelo biologico

Los pájaros cucos son parásitos de cría obligados que ponen sus huevos en los nidos de otras aves. Los polluelos de cuco que nacen pueden empujar a los huevos del huésped fuera del nido o criarlos junto con los otros pollitos, robando recursos vitales que le permiten crecer más grande y más fuerte que si hubiera sido criado por sus padres cucos.