Please use this identifier to cite or link to this item:
https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/47962| ORCID: | http://orcid.org/0009-0000-0178-6517 |
| Document type: | Trabalho de Conclusão de Curso |
| Access type: | Acesso Aberto |
| Title: | A aplicação de deep learning na previsão de propriedades mecânicas de materiais — revisão sistemática e aprofundada |
| Author: | Santos, Gustavo Almeida |
| First Advisor: | Silva, Leonardo Rosa Ribeiro da |
| First member of the Committee: | Paes, Luiz Eduardo dos Santos |
| Second member of the Committee: | Souza, Felipe Chagas Rodrigues de |
| Summary: | A aplicação de deep learning na ciência dos materiais representa uma nova fronteira para acelerar a descoberta e a otimização de novas tecnologias. Este trabalho tem como objetivo realizar uma revisão sistemática da literatura para mapear o estado da arte, as metodologias, os desafios e as tendências futuras no uso de redes neurais profundas para a previsão de propriedades mecânicas. A metodologia consistiu na análise de 73 artigos científicos publicados entre 2017 e 2025. Os resultados indicam um crescimento exponencial do campo a partir de 2020, com um foco predominante na predição de propriedades como resistência à tração e fadiga. Constatou-se o domínio das Redes Neurais Convolucionais (CNNs), impulsionado pelo uso de imagens de microestrutura como dado de entrada, e a utilização de abordagens híbridas que combinam dados experimentais e sintéticos para a construção dos bancos de dados. Conclui-se que, apesar da alta acurácia preditiva dos modelos, os principais desafios residem na sua natureza de "caixa-preta", que limita a interpretabilidade, e na garantia de generalização para cenários reais. A tendência futura aponta para a consolidação de técnicas de Inteligência Artificial Explicável (XAI) e a integração desses modelos em plataformas de Projeto Inverso de Materiais, marcando a transição de uma ciência de dados puramente preditiva para uma abordagem prescritiva. |
| Abstract: | The application of deep learning in materials science represents a new frontier for accelerating the discovery and optimization of emerging technologies. This study aims to conduct a systematic literature review to map the state of the art, methodologies, challenges, and future trends in the use of deep neural networks for predicting mechanical properties. The methodology involved the analysis of 73 scientific articles published between 2017 and 2025. The results indicate an exponential growth of the field since 2020, with a predominant focus on predicting properties such as tensile strength and fatigue. Convolutional Neural Networks (CNNs) dominate the landscape, driven by the use of microstructure images as input data, alongside hybrid approaches that combine experimental and synthetic datasets for database construction. Despite the high predictive accuracy of the models, the main challenges lie in their "black-box" nature, which limits interpretability, and in ensuring generalization to real-world scenarios. Future trends point to the consolidation of Explainable Artificial Intelligence (XAI) techniques and the integration of such models into Inverse Materials Design platforms, marking the transition from a purely predictive data-driven science to a prescriptive approach. |
| Keywords: | Aprendizado profundo Ciência dos materiais Propriedades Mecânicas Inteligência artificial Revisão sistemática Deep learning Materials science Mechanical properties Systematic review Artificial intelligence |
| Area (s) of CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
| Language: | por |
| Country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
| Quote: | SANTOS, Gustavo Almeida. A aplicação de deep learning na previsão de propriedades mecânicas de materiais — revisão sistemática e aprofundada. 2025. 83 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecatrônica) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025. |
| URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/47962 |
| Date of defense: | 24-Sep-2025 |
| Appears in Collections: | TCC - Engenharia Mecatrônica |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| AplicaçãoDeepLearning.pdf | TCC | 2.04 MB | Adobe PDF | ![]() View/Open |
This item is licensed under a Creative Commons License
