مواد خارقة حسب الطلب: تصميم عكسي من كلية إمبريال

قام باحثون من إمبريال كوليدج لندن بإنشاء إطار حاسوبي يتيح تصميم المواد الفوقية الميكانيكية غير الخطية من الصفر. تستخدم الأداة التحسين الطوبولوجي لتوليد خلايا وحدة مجهرية بناءً على أهداف الإجهاد والانفعال. نُشر العمل في مجلة Advanced Engineering Materials، وقام بتطويره تشارلي أفيلين وماثيو سانتر وروبرت هيوسون من قسم الطيران.

التلامس، الانبعاج، والثنائية الاستقرارية في سير عمل واحد 🛠️

يدمج الإطار التلامس الداخلي، الانبعاج الناتج عن التواء، والثنائية الاستقرارية في عملية موحدة. يمكن للمصممين تركيب خلايا وحدة ذات استجابات ميكانيكية معقدة دون الحاجة إلى أشكال هندسية محددة مسبقًا أو مجموعات بيانات للتعلم الآلي. يتيح التحسين الطوبولوجي استكشاف تكوينات كانت تتطلب سابقًا التجربة والخطأ، مما يوفر مسارًا مباشرًا من الاستجابة المطلوبة إلى البنية المجهرية النهائية.

وداعًا لكتالوجات القطع، ومرحبًا بالذكاء الاصطناعي الذي لا يحتاج إلى تدريب 🤖

حتى الآن، كان تصميم مادة فوقية يتضمن البحث في الكتالوجات أو انتظار تعلم شبكة عصبية من أمثلة سابقة. تقترح هذه الطريقة شيئًا أكثر جذرية: توليد الشكل الهندسي مباشرة مما تريد أن يفعله. مثل طلب بيتزا، حيث يخترع الفرن العجين والجبن والفرن نفسه. نعم، دون الاعتماد على أن يكون الساعي قد رأى آلاف البيتزا من قبل.