麻省理工学院将领导下一代航空航天零部件的人工智能工具开发

2024-10-09 12:17:00 英文原文

作者:Aman Tripathi

他们的研究重点是利用人工智能创建先进的设计工具,以改进复杂航空航天结构的形状和材料选择。

MIT engineers team up to revolutionize rocket engines with new alloy and AI

这标志着航空航天部件的设计和性能取得了重大飞跃。

麻省理工学院

来自麻省理工学院、卡内基梅隆大学和莱海大学的研究团队从国防高级研究计划局(DARPA)获得了一项奖项,以革新航空航天零部件的设计。

该项目是DARPA的多目标合金结构工程和测试(METALS)计划的一部分。

他们的研究重点是创建由人工智能(AI)驱动的高级设计工具。这些工具旨在改进复杂航空航天结构的形状和材料选择。

解决传统限制问题

该研究旨在解决传统设计方法的局限性,这些方法通常会为整个组件使用单一材料。

研究人员在一份新闻稿中表示:“尽管单一材料的方法可能对组件中的某个位置是最优的,但它可能会使其他位置暴露于失效的风险之中,或者需要在整个部件中携带一种关键材料,而实际上这种材料仅需用于特定位置。”

例如,用于喷气发动机经历广泛的不同温度和应力,有些区域需要高强度,而其他区域则要求具有抗蠕变或疲劳的能力。

“目前,采用标准的制造和设计流程,必须提出一种单一的神奇材料、成分以及加工参数来满足‘一个部件一种材料’的要求。”添加了扎卡里·科德罗,该项目的主要首席研究员,麻省理工学院航空航天系副教授。

“所需属性也常常是互相排斥的,导致不高效的設計取舍和折衷。”

成分梯度合金

研究团队旨在通过使用“组成梯度合金”来解决这些问题,这种材料的成分会在结构中逐渐变化。这使得可以将材料性质根据特定位置和需求进行定制。

“随着增材制造工艺的迅速发展,这些工艺能够实现基于体素的组成和性能控制,团队看到了在结构组件上取得突破性性能的机会现在已经成为可能,”新闻稿中提到。

为了设计这些复杂的结构,研究人员将结合他们在机器学习、拓扑优化和生成模型等领域的专业知识。

他们旨在开发基于人工智能的设计工具,这些工具可以同时优化部件的形状和材料组成。

潜在影响和含义

这种创新的方法有潜力显著提升性能航空航天这可能导致更轻、更高效、更耐用的发动机,从而扩大太空探索和高级飞机的可能性。

“该项目将经典力学分析与前沿的生成式AI设计技术相结合,解锁了组成分级合金的塑性储备,”科德罗强调道。“这使得在以前无法达到的条件下安全运行成为可能。”

这项研究的影响超出了航空航天领域,有可能激发面临类似材料需求的各行各业的创新。通过展示人工智能驱动设计和先进制造的潜力,研究人员希望激励工程和材料科学领域的新一轮创新。

“A.约翰·哈特教授兼麻省理工学院机械工程系主任总结说:‘这是一个真正独特的机遇,可以利用数字设计和制造技术来构建未来推进系统的基础性突破能力。’”

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阿曼·特里帕蒂一位活跃且多才的记者和新闻编辑。他为包括《印度教徒报》、《经济时报》、《明日创造者》等多家主流出版物和新闻媒体报道常规及突发新闻。阿曼在政治、旅游和技术新闻方面拥有专长,特别是在人工智能、高级算法和区块链领域,并对所有科学和技术领域的事务都充满好奇心。

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摘要

他们的研究重点是利用人工智能创建先进的设计工具,以改善复杂航空航天结构的形状和材料选择。这些工具旨在改进复杂航空航天结构的形状和材料选择。“虽然单一种材料的方法可能对部件中的某个位置是最优的选择,但它可能会使其他位置暴露于失效的风险中,或者在只需要特定位置使用的情况下,在整个零件中携带关键材料。”研究人员在一个新闻稿中说道。“这是一个真正独特的机遇,可以建立突破性的能力,这些能力可能是未来推进系统的基石,并利用数字设计和制造技术。”麻省理工学院机械工程系教授兼主任A.约翰·哈特总结道。关于编辑阿曼·特里帕蒂一位活跃且多才的记者和新闻编辑。