Machine Learning‐Based Inverse Design for Functional Materials: Methods, Challenges, and Engineering Applications

计算机科学 钥匙(锁) 反向 系统工程 拓扑优化 反问题 生成设计 管道运输 功能设计 功能要求 计算机工程 生成语法 分布式计算 控制工程 网络拓扑 人工智能 多目标优化 工程设计过程 计算科学 设计理论
作者
Weihao Lin,Liuchao Jin,Zhifei Jiang,Mingjing Cai,Zhihui Lai,Daniil Yurchenko,Bo Yan,Shengxi Zhou,Arslan Mazitov,Wei‐Hsin Liao,Shitong Fang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:36 (40) 被引量:17
标识
DOI:10.1002/adfm.75070
摘要

ABSTRACT Inverse design of functional materials—using target performance to guide optimal parameters—provides a powerful alternative to traditional forward methods, especially for complex, high‐dimensional problems. Advances in machine learning (ML) enhance its feasibility through fast surrogate modeling, efficient design‐space exploration, and direct mapping from desired properties to material solutions. This review presents a unified overview of ML‐driven inverse design methodologies, covering topology optimization, direct inverse mapping, and hybrid frameworks. We analyze key ML models, optimization algorithms, and adaptive schemes that tackle challenges including data scarcity and coupled physical constraints. Focusing on diverse functional materials, we highlight and illustrate how ML‐based inverse design is accelerating innovation across diverse classes of materials by rapid generation of microstructures and geometries tailored to specific functionalities, including mechanical and architected materials, acoustic and thermal metamaterials, optical materials, energy functional materials, biomedical and chemical materials. Finally, we outline key challenges and future directions toward autonomous, physics‐integrated, and generative pipelines for advanced functional materials. This review aims to provide a unified foundation for ML‐based inverse design and to guide the development of intelligent discovery pipelines for advanced materials.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Yoci发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
hgyu完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
追忆淮发布了新的文献求助10
1秒前
Estella发布了新的文献求助40
1秒前
活泼小笼包完成签到,获得积分10
1秒前
大东东发布了新的文献求助10
2秒前
3xin完成签到,获得积分10
2秒前
英姑的应助被Apppoi采纳,获得20
2秒前
要du死了完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
水星冲浪的猫完成签到,获得积分10
2秒前
AN的应助被chenjianshu采纳,获得30
3秒前
汤姆完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
爆米花的应助被世界和平采纳,获得10
5秒前
Robyn发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
李123完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
kyfw发布了新的文献求助10
6秒前
脑洞疼的应助被heyanan采纳,获得10
6秒前
安静成仁发布了新的文献求助10
6秒前
123完成签到,获得积分10
7秒前
科研通AI6.2的应助被麟阁采纳,获得10
7秒前
LKT发布了新的文献求助10
8秒前
MYTH发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
sdjf完成签到,获得积分10
9秒前
leyu发布了新的文献求助10
9秒前
Akim的应助被研友_8D3KzZ采纳,获得10
10秒前
10秒前
maple完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
11秒前
fwz完成签到,获得积分10
11秒前
12秒前
香蕉觅云的应助被hyeseongu采纳,获得10
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 14 Volume Set, 2nd Edition(本书共14册,本求助8volume-14volume共7册,独立harcover版本,非网络版本e-EROS 版,不能网络版转化PDF或提取PDF) 2000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 1000
Электротехническая система магнитожидкостной герметизации валов регулируемых электродвигателей 800
日本語と中国語及びチベット・ビルマ語の語源関連性に関する分析 800
Practical Manual of Forensic Psychophysiology: Methodology, Execution, and Fields of Application 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre 666
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 内科学 复合材料 催化作用 心理学 人工智能 细胞生物学 光电子学 无机化学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7961631
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9432761
关于积分的说明 21018107
捐赠科研通 7540215
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3371156
关于科研通互助平台的介绍 2506785
邀请新用户注册赠送积分活动 2403521