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Interpretable Machine Learning for Evaluating Nanogenerators' Structural Design
DOI:10.1021/acsnano.5c02525.png)
摘要
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现代移动、可穿戴和植入式电子设备的有限电池寿命严重限制了其运行寿命和持续使用。因此,作为一种自供电技术,摩擦纳米发电机(TENGs)已作为一种有前景的解决方案出现。评估TENG结构设计的传统方法通常需要手动、重复、耗时且成本高昂的有限元建模或实验。为克服这一瓶颈,我们开发了一个利用机器学习(ML)技术的全自动平台。我们的框架包含一个基于人工神经网络的代理模型,能够为任何结构参数提供准确可靠的性能预测,以及一个TreeSHAP可解释ML模型,能够为TENG结构参数生成精确的全球和局部见解。我们的平台对多种TENG结构表现出广泛的适应性。总之,我们的平台是一个集成平台,利用可解释ML技术解决复杂的TENG结构多维评估问题,标志着TENG设计取得了重大进展,并支持移动电子设备中的可持续能源解决方案。
Keyword:
triboelectric nanogenerator
interpretable machine learning
self-powered systems
structural optimization
surrogate models
期刊
IF:
16
论文数:
2.7W
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25.6W
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