Consiglio Nazionale delle Ricerche

Tipo di prodottoArticolo in rivista
TitoloAutomatic design of mechanical metamaterial actuators
Anno di pubblicazione2020
Formato
  • Elettronico
  • Cartaceo
Autore/iBonfanti S.; Guerra R.; Font-Clos F.; Rayneau-Kirkhope D.; Zapperi S.
Affiliazioni autori1-5: Center for Complexity and Biosystems, Department of Physics, University of Milan, via Celoria 16, Milano, 20133, Italy / 5: CNR - Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto di Chimica della Materia Condensata e di Tecnologie per l'Energia, Via R. Cozzi 53, Milano, 20125, Italy
Autori CNR e affiliazioni
  • STEFANO ZAPPERI
Lingua/e
  • inglese
AbstractMechanical metamaterial actuators achieve pre-determined input-output operations exploiting architectural features encoded within a single 3D printed element, thus removing the need for assembling different structural components. Despite the rapid progress in the field, there is still a need for efficient strategies to optimize metamaterial design for a variety of functions. We present a computational method for the automatic design of mechanical metamaterial actuators that combines a reinforced Monte Carlo method with discrete element simulations. 3D printing of selected mechanical metamaterial actuators shows that the machine-generated structures can reach high efficiency, exceeding human-designed structures. We also show that it is possible to design efficient actuators by training a deep neural network which is then able to predict the efficiency from the image of a structure and to identify its functional regions. The elementary actuators devised here can be combined to produce metamaterial machines of arbitrary complexity for countless engineering applications.
Lingua abstractinglese
Altro abstract-
Lingua altro abstract-
Pagine da4162 -1
Pagine a4162 -10
Pagine totali10
RivistaNature communications
Attiva dal 2010
Editore: Nature Publishing Group. - London
Paese di pubblicazione: Regno Unito
Lingua: inglese
ISSN: 2041-1723
Titolo chiave: Nature communications
Titolo proprio: Nature communications
Numero volume della rivista11
Fascicolo della rivista1
DOI10.1038/s41467-020-17947-2
Verificato da refereeSì: Internazionale
Stato della pubblicazionePublished version
Indicizzazione (in banche dati controllate)
  • Scopus (Codice:2-s2.0-85089662515)
  • ISI Web of Science (WOS) (Codice:000568893000001)
Parole chiaveNEGATIVE POISSONS RATIO
Link (URL, URI)https://www.nature.com/articles/s41467-020-17947-2
Titolo parallelo-
Licenza-
Scadenza embargo-
Data di accettazione23/07/2020
Note/Altre informazioni-
Strutture CNR
  • ICMATE — Istituto di Chimica della Materia Condensata e di Tecnologie per l'Energia
Moduli/Attività/Sottoprogetti CNR-
Progetti Europei-
Allegati
Automatic design of mechanical metamaterial actuators
Descrizione: Open Access
Tipo documento: application/pdf