建造、称重、粉碎、测量、废弃、重新设计、重复。整日整夜,从不间断。波士顿学院的自主人工智能机器人"MAMABEAR"历时三年,经过25000次尝试,终于创造出世界上最耐冲击的形状。
MAMABEAR是"快速制造建筑贝叶斯实验自主研究力学"(MechanicsofAdditivelyManufacturedArchitecturesBayesianExperimentalAutonomousResearcher)的缩写,它先用三维打印出小型结构,然后将其轻轻放入液压机中压碎。当它把每一个小结构压扁成小塑料薄饼时,它会测量它们的能量吸收情况。然后,MAMABEAR将这些数据存储在数据库中,记录下每一个设计及其缺陷或改进之处,然后再对设计稍作修改,并孜孜不倦地用3D打印机打印出另一个迭代版本--在过去的连续三年中,MAMABEAR一直在这样做。迄今已超过25万次。
为此,MAMABEAR创造了75%能量吸收的新效率世界纪录,打破了之前71%的纪录。
这个机器人是ENG机械工程副教授基思-布朗(KeithBrown)和他在KABlab实验室的团队的心血结晶。他在2018年萌生了这个想法,到2021年,实验室建成,MAMABEAR也开始寻找恰到好处的设计。
根据波士顿大学的文章,机器人"在相当于一匹成年阿拉伯马站在四分之一硬币上的压力下"粉碎其作品,成年阿拉伯马的体重中位数大约为880磅(400千克)。美国25美分硬币的直径为0.955英寸(24毫米)。换算后约为1,253psi(86bar)。
波士顿学院正在尝试制造最高效的机械吸能结构,以满足大量不同的潜在应用需求。美国国家科学基金会和美国陆军都参与了这个项目。陆军正在利用这些数据,为战场士兵设计一种新的头盔衬垫。在这种应用中,能量吸收效率提高4%就意味着生与死的区别。
或者这些可能是新的包装花生。新的汽车保险杠设计。运动防护装备。潜在用途不胜枚举。这是一种微妙的平衡,既要努力创造一种形状和结构,使其不会太硬而损坏要保护的东西,又要足够坚固,能够吸收任何冲击力。
据估计,在寻求最高效结构的过程中,可能出现的设计超过一万亿种,更不用说所使用的材料了。到目前为止,波士顿大学在设计中使用了TPE、TPU-1、2和3、尼龙、PETG和PLA。
我们期待MAMABEAR在不断追求完美的过程中取得更多成就。
研究小组在《自然-通讯》(NatureCommunications)上发表了一篇详细的论文,其中包含支持他们新纪录的所有科学数据。
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