Mujtaba-29/Ti-Alloy-ML-Modulus-Prediction
GitHub: Mujtaba-29/Ti-Alloy-ML-Modulus-Prediction
基于 XGBoost 和热力学描述符的机器学习框架,用于预测多组分钛合金杨氏模量,加速低模量生物医用合金的发现。
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# 基于机器学习的多组分钛基生物医用合金杨氏模量预测
本仓库包含用于预测多组分钛合金杨氏模量的数据集和计算框架。通过将物理化学性质与受高熵合金启发的热力学描述符相结合,本项目提供了一种机器学习方法,以加速发现用于生物医学应用的低模量合金。
## 📌 概述
用于医学植入物的新型钛合金的开发,往往因实验合成成本高昂和传统数据集规模有限而受到阻碍。本研究通过以下方式应对这些挑战:
- 利用包含常规设计和受高熵合金启发设计的综合数据集。
- 实现优化的 **XGBoost** 回归模型。
- 引入**扩展的热力学描述符**(如构型混合熵和钼当量)以提高预测准确性。
- 针对独立实验数据验证模型,以确保其在多种化学组分空间中的鲁棒性。
## 🚀 主要特性
- **预测建模:** 使用 Extreme Gradient Boosting (XGBoost) 进行高性能回归。
- **特征工程:** 包含 17 个以上的描述符,例如价电子浓度 (VEC)、原子尺寸差异和混合焓。
- **可解释 AI:** 进行特征重要性分析,以识别决定合金刚度和相稳定性的主要驱动因素。
- **生物医学导向:** 专门针对识别具有低杨氏模量的合金,以防止骨植入物中的“应力遮挡”。
标签:Apex, XGBoost, 可解释人工智能, 回归模型, 多组分合金, 应力遮挡, 机器学习, 材料信息学, 杨氏模量, 植入物, 热力学描述符, 特征工程, 生物医用材料, 相稳定性, 计算材料科学, 逆向工具, 钛合金, 预测模型, 高熵合金