进化算法引导的功能性硬磁软活性材料体素编码打印
应用物理
2020-01-31 v1
摘要
硬磁软活性材料（hmSAMs）因其快速变形、无缆控制以及优异的可编程性而引起了大量研究兴趣。然而，当前基于直接墨水书写（DIW）打印的 hmSAM 零件与结构制造仅允许具有恒定磁密度的可编程磁化方向。此外，现有设计依赖暴力搜索方法来生成磁化方向分布赋值，只能产生直观的变形。这两个因素极大地限制了 hmSAMs 的设计空间与应用潜力。在这项工作中，我们引入一种体素编码 DIW 打印方法，在 hmSAM 打印过程中同时对磁密度与方向分布进行编程。随后将该体素编码 DIW 打印与基于进化算法（EA）的设计策略相集成，以实现具有复杂几何变化与曲率分布所需的磁驱动与运动。借助这一新型的 EA 引导体素编码 DIW 打印技术，我们展示了能够产生具有所需曲率分布的复杂形状变形的功能性 hmSAMs，用于仿生运动等先进应用。这些演示表明，所提出的 EA 引导体素编码 DIW 打印方法可显著拓宽 hmSAMs 的应用潜力。
引用
@article{arxiv.2001.11189,
title = {Evolutionary Algorithm Guided Voxel-Encoding Printing of Functional Hard-Magnetic Soft Active Materials},
author = {Shuai Wu and Craig M. Hamel and H. Jerry Qi and Ruike Zhao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.11189},
year = {2020}
}