Automated discovery of reprogrammable nonlinear dynamic metamaterials

超材料 非线性系统 计算机科学 物理 光学 量子力学
作者
Giovanni Bordiga,Eder Medina,Sina Jafarzadeh,Cyrill Boesch,Ryan P. Adams,Vincent Tournat,Katia Bertoldi
出处
期刊:Cornell University - arXiv [Cornell University]
标识
DOI:10.48550/arxiv.2403.08078
摘要

Harnessing the rich nonlinear dynamics of highly-deformable materials has the potential to unlock the next generation of functional smart materials and devices. However, unlocking such potential requires effective strategies to spatially design optimal material architectures for desired nonlinear dynamic responses such as guiding of nonlinear elastic waves, energy focusing, and cloaking. Here, we introduce an inverse-design framework for the discovery of flexible mechanical metamaterials with a target nonlinear dynamic response. The desired dynamic task is encoded via optimal tuning of the full-scale metamaterial geometry through an inverse-design approach powered by a custom-developed fully-differentiable simulation environment. By deploying such strategy, we design mechanical metamaterials tailored for energy focusing, energy splitting, dynamic protection, and nonlinear motion conversion. Furthermore, we illustrate that our design framework can be expanded to automatically discover reprogrammable architectures capable of switching between different dynamic tasks. For instance, we encode two strongly competing tasks -- energy focusing and dynamic protection -- within a single architecture, utilizing static pre-compression to switch between these behaviors. The discovered designs are physically realized and experimentally tested, demonstrating the robustness of the engineered tasks. All together, our approach opens an untapped avenue towards designer materials with tailored robotic-like reprogrammable functionalities.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
星辰大海的应助被南山无梅落采纳,获得10
刚刚
赘婿的应助被北辰采纳,获得10
刚刚
JamesPei的应助被yara采纳,获得10
2秒前
2秒前
nihao发布了新的文献求助10
3秒前
大海发布了新的文献求助10
4秒前
gs发布了新的文献求助10
6秒前
SciGPT的应助被xueyu采纳,获得10
6秒前
彭于晏的应助被xueyu采纳,获得10
6秒前
8秒前
8秒前
ShuXianYang发布了新的文献求助10
8秒前
小羊狂炫虾滑完成签到,获得积分20
9秒前
9秒前
12秒前
科目三的应助被江小江采纳,获得10
14秒前
lcq发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
hbWang完成签到,获得积分10
14秒前
李半斤完成签到,获得积分10
17秒前
nihao完成签到,获得积分10
17秒前
lihuahui发布了新的文献求助10
17秒前
北辰发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
20秒前
整齐的慕卉的应助被炙烤鱼饼采纳,获得10
20秒前
整齐的慕卉的应助被炙烤鱼饼采纳,获得10
20秒前
喻喻喻同志完成签到 ,获得积分10
21秒前
星魂完成签到 ,获得积分10
21秒前
fishhy128发布了新的文献求助10
21秒前
21秒前
可爱的函函的应助被现代念云采纳,获得10
24秒前
24秒前
Dreamer.发布了新的文献求助10
24秒前
xueyu发布了新的文献求助10
26秒前
cc完成签到 ,获得积分10
28秒前
lululu完成签到 ,获得积分10
28秒前
29秒前
方方发布了新的文献求助10
29秒前
田様的应助被wangyucode采纳,获得30
31秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Acceptability of Printed Boards 600
The Dawn of Philology 520
Organizational Behavior 510
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 400
A primer on partial least squares structural equation modeling (PLS-SEM) (4th ed.) 310
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 化学工程 内科学 物理 生物化学 复合材料 催化作用 细胞生物学 人工智能 心理学 无机化学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7823258
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9349804
关于积分的说明 20554969
捐赠科研通 7415898
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3333921
关于科研通互助平台的介绍 2479313
邀请新用户注册赠送积分活动 2354039