Fujitsu Laboratorios de Europa ha desarrollado una nueva plataforma y tecnología basada en la inteligencia artificial, diseñada para convertir los simuladores tradicionales basados ​​en la física en simuladores rápidos y de alta precisión.

Se dice que el AI Solver de Fujitsu es importante para aplicaciones industriales, "revolucionando campos como CAE, diseño de productos y rendimiento de dispositivos inteligentes autónomos". En el caso de CAE, la simulación juega un papel clave en la reducción del número de prototipos costosos y fallas de productos, apoyando las decisiones de diseño, así como para la verificación y validación.

El AI Solver revoluciona la velocidad del proceso de simulación, con ventajas empresariales proporcionales. La plataforma es el resultado de un programa de desarrollo conjunto entre Fujitsu Laboratories Ltd, Fujitsu Advanced Technologies Ltd y Fujitsu Laboratories of Europe.

Solucionador de AI de Fujitsu Acelera significativamente el tiempo de solución para las simulaciones basadas en la física, que generalmente involucran cálculos complicados que pueden demorar varias horas en un solo proceso. Fujitsu ha reducido esto de horas a solo milisegundos, sin comprometer el rendimiento (<2% de discrepancia en comparación con las contrapartes basadas en la física).

La generación de grandes bases de datos de resultados de simulación, junto con la capacitación de grandes redes neuronales profundas, son tareas complejas y que requieren mucho tiempo. Fujitsu ha combinado múltiples elementos para lograr el rendimiento del AI Solver, utilizando las características de los datos de la red neuronal profunda de los simuladores basados ​​en la IA para reproducir el comportamiento de los simuladores basados ​​en la física y crear automáticamente Aproximaciones altamente específicas en tiempo real en comparación con horas o días. Esto implica aprender de grandes bases de datos de resultados de simulación mientras se siguen generando datos, lo que reduce el tiempo requerido en un tercio.

Las aplicaciones potenciales para el AI Solver de Fujitsu son extensas. Para aplicaciones de diseño de productos, puede permitir a los diseñadores recibir comentarios en tiempo real en lugar de esperar horas para obtener resultados. Para los dispositivos inteligentes, que involucran robots que necesitan adaptarse a su entorno de manera autónoma, los resultados de la simulación en tiempo real aumentarán dramáticamente tanto la eficiencia como la autonomía en comparación con el uso de heurísticas simples.

Resultados de simulación de transferencia de calor

El Dr. Adel Rouz, CEO de Fujitsu Laboratories of Europe explica: “Si bien el advenimiento de HPC y cloud computing ha transformado el proceso de simulación al reducir los costos de hardware y software asociados, aún no hemos visto esto traducido en una reducción significativa en el tiempo necesario para realizar simulaciones individuales. "La conversión de simuladores basados ​​en la física tradicional en simuladores de IA es un avance importante, que reduce el tiempo necesario para una simulación única de horas a milisegundos, por lo que ofrece resultados en tiempo real".

“Un desafío clave para nosotros fue poder incorporar todas las características del solucionador original en lugar de permitir que los usuarios modifiquen la geometría. Además, esto debía lograrse de manera consistente y genérica, en lugar de caso por caso. Si bien a corto plazo nuestra tecnología apunta a los usuarios tradicionales de CAE, como los diseñadores, las aplicaciones potenciales van más allá del diseño del producto e incluyen el aumento de la eficiencia de los dispositivos inteligentes, como los robots, cuando se guían por simulaciones en tiempo real en lugar de heurísticas ".

Sr. Akihiko Miyazawa, CEO de Fatec elabora desde la perspectiva del diseño: "El diseño para dispositivos electrónicos es una tarea compleja y exigente que requiere equilibrar numerosos objetivos en competencia con la disposición de los componentes, restricciones estrictas de temperatura, restricciones de tamaño, limitaciones de peso y condiciones de operación que varían ampliamente".

“Además, los diseñadores se ven obligados a evaluar múltiples escenarios de diseño en programas más ajustados, lo que hace que la creación de prototipos físicos para la evaluación de alternativas de diseño requiera tanto tiempo como sea costoso. Para enfrentar estos desafíos, los diseñadores ahora pueden usar simuladores de inteligencia artificial, lo que les permite probar un diseño virtualmente para evaluar el rendimiento en numerosos escenarios en un período de tiempo muy corto. Como resultado de la avanzada tecnología de Fujitsu, todo el proceso se optimiza dramáticamente ".

Resultados de simulación de micromagnéticos.

Los ejemplos de la plataforma Fujitsu AI Solver incluyen la conversión de dos tipos muy diferentes de simuladores físicos en simuladores AI. El primero incluye un simulador de transferencia de calor en 3D que modela la interacción térmica entre sólidos y fluidos, que a menudo se usa para diseñar y verificar el enfriamiento de los componentes electrónicos. Consiste en una simulación multifísica que requiere el manejo de múltiples propiedades de materiales, fuentes de energía y radiación.

El segundo ejemplo es un simulador electromagnético computacional que modela la magnetización de un sólido que está sujeto a la influencia de un campo magnético externo, a menudo utilizado para el diseño de cabezales de disco duro u otros dispositivos de memoria. Como se muestra en los ejemplos a continuación, los resultados de los simuladores basados ​​en la física de referencia y sus contrapartes de AI son casi indistinguibles, es decir, la discrepancia es inferior al 2%.

Fujitsu Laboratories of Europe es un Centro de Excelencia para la investigación avanzada de Fujitsu sobre Aprendizaje Automático y Aprendizaje Profundo, como parte de las soluciones y servicios digitales que se desarrollan bajo el enfoque Zinrai de Fujitsu para la IA centrada en el hombre. Las actividades de Fujitsu Laboratories of Europe incluyen una amplia colaboración y co-creación con clientes de Fujitsu y organizaciones de investigación en toda Europa, incluido el Hospital Clínico San Carlos en Madrid (con la solución de salud inteligente HIKARI AI), y la Universidad de Sevilla (análisis de datos para aplicaciones turísticas) .

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