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ORCID:  http://orcid.org/0009-0000-0178-6517
Tipo de documento: Trabalho de Conclusão de Curso
Tipo de acceso: Acesso Aberto
Título: A aplicação de deep learning na previsão de propriedades mecânicas de materiais — revisão sistemática e aprofundada
Autor: Santos, Gustavo Almeida
Primer orientador: Silva, Leonardo Rosa Ribeiro da
Primer miembro de la banca: Paes, Luiz Eduardo dos Santos
Segundo miembro de la banca: Souza, Felipe Chagas Rodrigues de
Resumen: 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.
Palabras clave: Aprendizado profundo
Ciência dos materiais
Propriedades Mecânicas
Inteligência artificial
Revisão sistemática
Deep learning
Materials science
Mechanical properties
Systematic review
Artificial intelligence
Área (s) del CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Idioma: por
País: Brasil
Editora: Universidade Federal de Uberlândia
Cita: 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
Fecha de defensa: 24-sep-2025
Aparece en las colecciones:TCC - Engenharia Mecatrônica

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