智能制造網APP
智能制造網手機站
智能制造網小程序
智能制造網官微
智能制造網服務號
智能控制
機器人
儀器儀表
物聯網
3D打印
工業軟件
回放
品牌
其他品牌
【中國智能制造網 技術前沿】日前，美國西北大學正在對逆向設計的元設備進行研究。大部分創新是使用從亞馬遜購買的基本3D打印機和逆向設計原理完成的。該團隊正式將3D打印和反向設計結合起來，使其成為功能齊全的設備。
融合3D打印與逆向設計 美國研發突破性元設備
隨著技術的進步，設備變得越來越小。近，從智能汽車到手機到臺式3D打印機的整個系統都可以看到這一趨勢。但是，整個數據共享系統本身呢？近日，西北大學的一組研究人員已經開始地研究這個問題，正如在學術期刊“科學報告”中發表的一項新研究所示。他們的個結論是令人驚訝的。
這篇題為“逆向設計的寬帶全介電電磁設備”的論文描繪了一個眼鏡不可能看到的薄的世界的肖像，而一個智能手機相機如此之小，以至于肉眼看不到它。在這個世界上，傳感器是高度空氣動力學的，并且能夠符合飛機機翼的角度和斜度。材料甚至可以作為隱身斗篷，涂料罐使他們看起來消失。雖然這聽起來像是科幻小說里的東西，但這個世界可能比我們想象的更早到達。
在他們的研究中，西北研究小組記錄了他們在創建毫米波頻率下、非諧振的寬帶元器件方面的突破性工作。在這里取得的創新有朝一日可以證明在國防、消費產品和電信方面具有革命性意義，例如下一代5G無線網絡。
麥考密克工程學院電氣工程與計算機科學助理教授Koray Aydin說：“我覺得我們真的處在一個很大的事情的邊緣。”Aydin和一群同事和研究生一起對逆向設計的元設備進行研究。“研究部分需要做很多工作，但是我們正在朝著正確的方向發展，”他說。
雖然這些寬帶元設備是高科技的，西北大學研究小組的過程證明是驚人的直截了當。大部分創新是使用從亞馬遜購買的基本3D打印機和逆向設計原理完成的。鑒于前向設計允許系統接受預期用于其自身更高版本的輸入，反向設計從一個功能開始，并詢問需要什么結構來實現期望的結果。在這種情況下，這意味著使用計算機建模、優化軟件和復雜算法來構建可以彎曲或重新聚焦毫米波的元器件，同時避免常見的低效率、器件體積大或帶寬窄的問題。
“我們在這里所取得的成就是一種創造電磁裝置的新方法，這種裝置可以實現一些傳統上看起來不可能做到的功能”位于Weinberg的McCormick學院的物理學和天文學的電子工程和計算機科學教授Prem Kumar解釋道。“與機器學習有點類似，這個過程可能會導致意想不到的結果。在這里，意想不到的結果是在寬帶功能上的勝利。”
來自McCormick學院的工程系研究生Francois Callewaert被認為是逆設計算法背后的創造者。他的同事(Vesin Velev)來自物理學和天文學部門，協助進行詳細的毫米波測量。兩人都與Aydin一起工作，Aydin強調了Callewaert的算法將復雜幾何形狀的設計展現為完全“大開眼界”的實例。
用Aydin自己的話來說，“這些不是已知的形狀，不是直觀的形狀”。然而，這樣復雜的幾何形狀提出了一個問題：團隊如何去實際構建它們？Aydin指出，使用傳統的制造方法將是太繁重和昂貴的。
答案終被證明是采用3D打印技術，這是Aydin認為“研究核心”的解決方案。該團隊正式將3D打印和反向設計結合起來，使其成為功能齊全的設備。“對我來說，重要的是它的多學科性質，”Kumar說道。他表示，創新意味著團隊可以設計出一種看起來不像鏡頭的鏡頭。據Aydin介紹，另一個優勢是，從微波范圍到我們實際可以看到的頻率范圍，這個過程是可以立即升級的，這在很大程度上歸功于3D打印的靈活性。
“幾年前，像這樣的研究看起來會非常不同，因為這樣的行為只能是近似的，”電子工程和計算機科學教授Alan Sahakian說道。然而，這一次，團隊基本上把他們想要的行為輸入到計算機中，然后計算機根據確切的行為來優化結構。然后使用3D打印機打印出終的原型。Sahakian說：“這是一個真正的突破，你可以通過無縫便捷的方式解決問題。”
(原標題：創新無處不在！逆向設計+3D打印=突破性的元設備)
浙公網安備 33010602000006號
智能制造網APP
智能制造網小程序
微信公眾號
