科技日?qǐng)?bào)訊 (記者劉霞)據(jù)英國(guó)《新科學(xué)家》雜志網(wǎng)站8月29日?qǐng)?bào)道,美國(guó)一個(gè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)了迄今已知最堅(jiān)韌的結(jié)構(gòu),該實(shí)驗(yàn)室可以在沒(méi)有人類監(jiān)督的情況下每天開展50次實(shí)驗(yàn),制造并測(cè)試機(jī)械結(jié)構(gòu)。最新研究有望加速新材料的發(fā)現(xiàn),相關(guān)論文已經(jīng)提交預(yù)印本網(wǎng)站。
波士頓大學(xué)研究人員表示,在這項(xiàng)最新研究中,他們使用名為貝葉斯實(shí)驗(yàn)自主研究員(BEAR)的自主機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室,發(fā)現(xiàn)了迄今已知能量吸收效率最高的材料結(jié)構(gòu)。
BEAR由五臺(tái)3D打印機(jī)、一套天平、一臺(tái)測(cè)試機(jī)、一個(gè)機(jī)械臂和一個(gè)移動(dòng)樣本的計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)組成。其中,3D打印機(jī)可以制造出7種不同的塑料,測(cè)試機(jī)器可以壓縮塑料制成的結(jié)構(gòu)并測(cè)量其響應(yīng)情況。研究團(tuán)隊(duì)用其設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)并開展測(cè)試,然后使用已經(jīng)獲得的所有測(cè)試結(jié)果來(lái)設(shè)計(jì)并測(cè)試其他結(jié)構(gòu)。
BEAR每天可以開展50次實(shí)驗(yàn),迄今已經(jīng)進(jìn)行了25000多次實(shí)驗(yàn)。雖然BEAR可以完全自主運(yùn)行,但在測(cè)試過(guò)程中,團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了干預(yù),比如告知BEAR樣品會(huì)在哪個(gè)點(diǎn)斷裂,或在制造過(guò)程中調(diào)整溫度等。
研究發(fā)現(xiàn),一種稱為Willow的結(jié)構(gòu)由PLA聚酯制成時(shí)表現(xiàn)最好,平均能量吸收效率為73.3%,打破了之前研究人員所能找到的能量吸收率最高的輕木創(chuàng)下的紀(jì)錄,后者的能量吸收效率為71.8%。
能量吸收效率是衡量某個(gè)結(jié)構(gòu)的韌性或彈性的標(biāo)準(zhǔn),在不失效的情況下能吸收多少百分比的機(jī)械能。防護(hù)結(jié)構(gòu),如自行車頭盔中的泡沫或汽車褶皺區(qū)中的金屬,往往具有較高的能量吸收效率,因此碰撞產(chǎn)生的機(jī)械能不會(huì)轉(zhuǎn)移到人身上,從而避免了可能會(huì)造成的傷害。
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