來自麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能實(shí)驗(yàn)室（CSAIL）的研究人員正處于新材料設(shè)計(jì)的前沿，而根據(jù)最近的一項(xiàng)研究，剛剛?cè)〉昧酥卮笸黄?，可能?huì)對(duì)3D打印產(chǎn)生影響。

最近發(fā)表在“科學(xué)進(jìn)展”雜志上的這項(xiàng)研究詳細(xì)介紹了一種能夠基于材料的期望特性生成微觀結(jié)構(gòu)的新系統(tǒng)。換句話說，材料設(shè)計(jì)師可以輸入他們想要材料的屬性，程序會(huì)自動(dòng)設(shè)計(jì)一個(gè)微觀結(jié)構(gòu)來滿足這些需求。

微觀結(jié)構(gòu)幾乎存在于一切：從我們自己的骨頭，植物，甚至海貝殼。事實(shí)上，研究人員往往轉(zhuǎn)向自然界的奇跡，以深入了解人造材料的優(yōu)化。例如，一個(gè)努力從龍蝦中獲得了新的更有效的3D打印防彈衣的發(fā)展靈感。

在最近的MIT項(xiàng)目中，研究人員已經(jīng)成功地使用他們的系統(tǒng)來設(shè)計(jì)和生產(chǎn)具有三種不同但同樣優(yōu)化的機(jī)械性能的微結(jié)構(gòu)。然而，這個(gè)項(xiàng)目的領(lǐng)導(dǎo)者，電氣和計(jì)算機(jī)科學(xué)副教授Wojciech Matusik說，這只是軟件潛力的開始。

他解釋說：“我們做的是相對(duì)簡(jiǎn)單的機(jī)械性能，但是可以將其應(yīng)用于更復(fù)雜的機(jī)械性能，或者將其應(yīng)用于熱性能，機(jī)械性能，光學(xué)性能和電磁性能的組合。 “基本上，這是一個(gè)為超材料發(fā)現(xiàn)最佳結(jié)構(gòu)族的完全自動(dòng)化過程?！?/span>

這個(gè)微觀結(jié)構(gòu)的啟示來自同一個(gè)團(tuán)隊(duì)的歷史研究成果，這個(gè)研究團(tuán)隊(duì)可以追溯到去年夏天，他們開發(fā)了一個(gè)仿真軟件，可以根據(jù)它們的力學(xué)性能快速準(zhǔn)確地“評(píng)分”3D模型。

雖然系統(tǒng)本身非常復(fù)雜（包括測(cè)量微觀結(jié)構(gòu)的幾何相似性，聚集在一起，提取骨架以及關(guān)聯(lián)幾何和屬性），但用戶可以從完全自動(dòng)化中受益。

這種多功能的技術(shù)不僅可以用來評(píng)估任何微觀結(jié)構(gòu)的集合，而且據(jù)報(bào)道可以與現(xiàn)有的材料設(shè)計(jì)方法結(jié)合使用。也就是說，該系統(tǒng)不僅可以用于有機(jī)材料開發(fā)，還可以用于從頭開始設(shè)計(jì)自己的微結(jié)構(gòu)的研究人員。

Matusik說：“你可以把它放到你的采樣器的桶里。 “所以我們保證我們至少和以前做的一樣好。”

參照3D打印，微結(jié)構(gòu)生成系統(tǒng)可以使用戶定制3D打印部件的機(jī)械特性。假設(shè)您需要具有特定強(qiáng)度和剛性的骨骼植入物：系統(tǒng)可以生成可滿足要求的3D可印刷微觀結(jié)構(gòu)。

麻省理工學(xué)院的研究項(xiàng)目得到了美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局在科學(xué)發(fā)現(xiàn)計(jì)劃中簡(jiǎn)化的復(fù)雜性的資助。

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