Gli attuatori progettati dalla AI sono poi stati stampati in 3D.

Progettare attuatori stampati in 3D con l’Intelligenza Artificiale

Un gruppo di ricercatori del Centro di Complessità e Biosistemi dell’Università Statale di Milano ha creato un algoritmo per progettare attuatori a metamateriali ad alta efficienza, superando la tradizionale progettazione umana; le strutture progettate sono state poi stampate in 3D. Il lavoro è stato finanziato dell’European Research Council ed è stato pubblicato sulla rivista “Nature Communications”.

Gli attuatori meccanici a metamateriali consentono operazioni di input-output predeterminate sfruttando le caratteristiche architettoniche codificate all’interno di un singolo elemento stampato in 3D, eliminando la necessità di assemblare diversi componenti strutturali. Gli attuatori sono utilizzati in molte applicazioni, dai macchinari ai robot. Un team di ricercatori del Centro di Complessità e Biosistemi dell’Università di Milano ha utilizzato l’intelligenza artificiale (AI) per progettare attuatori a metamateriali ad alta efficienza, superando la tradizionale progettazione umana. La progettazione di materiali con proprietà meccaniche e funzionalità sempre migliori è una grande sfida scientifica e tecnologica, con un enorme potenziale per applicazioni ingegneristiche. Un approccio innovativo degli ultimi anni è stato quello di concentrarsi su materiali strutturati su macroscala, noti come metamateriali meccanici, una nuova classe di materiali artificiali progettati per avere proprietà difficilmente riscontrabili nei materiali convenzionali. Tali proprietà trovano applicazioni naturali nel design industriale e l’architettura, come in motivi di rinforzo per tessuti, travi e altre strutture.

Il design delle macchine batte quello dell’uomo

La sempre maggiore attenzione per i metamateriali è stimolata dai recenti progressi delle tecnologie di produzione digitale, come la stampa 3D, che consentono una più facile progettazione di tali strutture con la rimozione di molti dei vincoli di scala e geometria a basso costo. Nei metamateriali le cellule costitutive degli attuatori lavorano insieme in un ordine ben definito per ottenere un movimento macroscopico desiderato. Le attuali strategie di progettazione per le strutture e le macchine di metamateriali si basano essenzialmente su operazioni manuali, ma i ricercatori di CC&B hanno dimostrato che l’AI può migliorare notevolmente il processo di progettazione. Sono stati combinati diversi algoritmi di calcolo per ottimizzare la risposta dell’attuatore, e successivamente è stata confrontata l’efficienza con gli attuatori progettati dall’uomo: il design delle macchine batte sempre il design umano. I ricercatori hanno visto che le strutture progettate possono essere stampate in 3D, e hanno confermato la loro alta efficienza. L’algoritmo ideato ha applicazioni pratiche per le interazioni uomo-macchina, ad esempio per i componenti interattivi/rispondenti. Il team sta portando avanti una strategia di commercializzazione grazie al supporto dell’European Research Council.

0 Condivisioni