Newnet NetTelevision Podcasting IndexPage Android iPhone newnet WebMail Blog CyberMall map of Newnet site

Hi, 您尚未登入喔!
會員 登入 註冊

現在時間
近3月目錄總目錄
略過巡覽連結
人物
[更多人物]
北藝大校長陳愷璜專訪“台灣文化內容的發展與國家品牌的建立”
藝評
[更多藝評]
本土培養音樂家返臺發光發熱 NSO與黃俊文合作布魯赫"蘇格蘭幻想曲"
書介
[更多書介]
前文化部長洪孟啟談"從文化到文創" 出書闡述必須迎向數位佈局全球
影視
[更多影視]
從天而降援救素未謀面戰士 遲來的"鋼鐵勳章"
議題
[更多議題]
NFT的應用與實例 從台灣美術院推出NFT談起
新知
[更多新知]
新的暗物質地圖揭示星系之間隱藏橋樑
旅遊
[更多旅遊]
杜甫草堂重現蜀地詩文風華 江明賢見"古柏行"碑有感

文藝影視生態環保公益慈善教育學習觀光旅遊健康醫療體育競技資訊科技生活時尚公共議題
購買商品 討論留言 建置部落 參與溝通 訂閱新聞 列印此頁 Bookmark and Share

自然啟發+人工智慧 開發更輕更強更韌仿生結構材料



〔新網記者歸鴻亭台北報導〕  材料科學與工程發展迄今,面臨許多瓶頸,如難以兼具輕量化、高強度與高韌性,常需在性質與材料選擇間做取捨;而有效連接不同材料(如金屬和高分子)仍是困難的挑戰。這些問題或許可在一種常見於美國西岸乾旱地區的惡魔鐵鎧甲蟲(Diabolical Ironclad Beetle)身上找到解方。

國立清華大學教授陳柏宇在材料科學與工程發展領域研究成就驚人。(科技部提供)
 國立清華大學教授陳柏宇獲國際頂尖期刊《自然》(Nature)1邀請,從材料科學工程的觀點,撰寫科普性的新知評論(News & Views)介紹美國加州大學爾灣分校與普渡大學團隊對惡魔鐵鎧甲蟲超耐壓外殼所做的研究。這些新知與陳柏宇致力的研究互相契合,都是師法自然,用以啟發更輕更強更韌的仿生結構材料。

 這種其貌不揚的甲蟲身懷絕技,堅硬的外殼讓它幾乎沒有天敵,能活7到8年,踩不扁、捏不碎、大頭針無法刺穿、被汽車輾過還能存活,可承受3.9萬倍其體重的壓力。鐵鎧甲蟲的外殼其實不含鐵或礦物質,和其他昆蟲一樣由幾丁質和蛋白質所組成。其超抗壓能力源自兩種關鍵的結構設計:(1)具功能梯度『剛柔並濟』的側向支撐:前段緊密契合可保護重要的內臟器官;而中段和後段在受壓時可產生局部或大幅度的變形,有助鑽進石縫躲藏或樹皮間隙中覓食。(2)拼圖狀的榫接結構將翅鞘緊密相連,其層狀的微結構受力時,層與層間形成微小裂縫,造成體積膨脹,使突起與凹槽扣鎖得更緊密,可大幅提升韌性與可靠度。此發現可望解決不同材料的接合處因應力集中於較窄的頸部,造成脆性斷裂而提早失效的問題,可應用於航太、機械工程、建築等領域。

 惡魔鐵鎧甲蟲只是自然界眾多具優異性能的範例之一,陳柏宇曾研究貝殼、螃蟹殼、鹿角、羊角、巨嘴鳥喙、鳥羽、鯊魚/食人魚牙齒、魚鱗、鱷魚/犰狳冑甲、眼鏡蛇蛋殼、烏賊骨板等生物材料,發表於《Science》等期刊並著有仿生材料教科書。他表示,有別於人造材料之性質常取決於材料選擇,生物材料最擅長的是結構設計,常用的策略則是「減法」和「乘法」,高效運用有限的材料達到輕量化並藉由不同尺度結構間的強化/增韌機制大幅提升性質與功能。然而,其複雜的多階層結構使仿生材料的製程困難度提高,成本大幅增加,限制其發展應用。如何找出關鍵而可行的最佳化結構設計,跳脫「仿」生的框架,邁向生物「啟發」的新思維,人工智慧扮演重要的角色。

 目前陳柏宇與台灣大學土木系、應力所和成功大學工科系跨領域團隊合作,執行科技部工程司智慧仿生材料與數位設計平台專案計畫―『利用仿生及材料基因數位技術平台設計並開發具優異機械性能之創新輕量化結構材料』並擔任總主持人,整合多階層結構分析、機械性質量測、多尺度模擬、人工智慧、機器學習、3D列印與功能驗證,有系統的研究多種兼具優異機械性質的生物材料,如由貝類珍珠層微觀結構啟發,透過機器學習設計具高韌性的複合材料2、由楓香果實啟發,設計超輕量、高強度的孔洞材料3、由甲蟲外殼啟發,開發耐衝擊、高能量吸收的螺旋梯度結構、由蜻蜓翅膀啟發,利用基因演算法生成輕、強、韌的二維材料等。

整合「生物啟發」、「人工智慧」與「先進製造」可望突破現有結構材料之瓶頸與限制,創造無限可能。(科技部提供)
 研究團隊致力於建構生物材料結構與性質資料庫並開發材料性質預測系統與材料設計平台,本研究之衍生技術「整合人工智慧與材料基因技術之仿生輕量化結構材料設計平台」榮獲科技部「2019未來科技突破獎」,並獲選為11個全球首創的亮點技術之一。目前應用實例包括利用AI設計具仿生微結構的鞋中底,可針對回彈、支撐、緩衝等性質需求進行區域化/客製化設計並以3D列印一體成形,突破傳統鞋中底難以兼顧不同功能需求的限制。整合仿生結構設計、人工智慧與金屬3D列印技術,開發可調控孔隙率、微結構與機械性質的新型輕量化醫用合金,可應用於人工椎間盤、骨材等生醫領域。此外,此技術可應用於自行車、汽車、航太、智慧機械等產業。綜言之,整合「生物啟發」、「人工智慧」與「先進製造」可望突破現有結構材料之瓶頸與限制,創造無限可能。

頻道:數位傳播 分類:產業經濟
採訪:歸鴻亭 發稿日期:2021/3/24 下午 06:16:16
關鍵字:材料科學,清華大學,陳柏宇,AI
可能有興趣閱讀的相關報導
展現民間外交軟實力 里仁與加拿大駐臺北貿易辦事處合作推動有機食農10年有成
桃園健行商圈"親子彩繪light party集客力"多元文化市集嘉年華
藉由水果會友 2022"台日水果夏祭"展開
國科會將嚴選130家科技新創前進德國MEDICA2022美國CES2023

留言板  
文章主題 (回覆時可不用填)
姓 名
評 等     
Email
驗證碼 iL1K (有分大小寫)
 
留言內容  
回覆主題
圖片
       
 
購買商品 討論留言 建置部落 參與溝通 訂閱新聞 列印此頁 Bookmark and Share

閱讀更多歸鴻亭報導
[歸鴻亭報導列表]
頻道分類發稿時間標題
捐贈贊助文化藝術2022/9/29 下午 11:41:482022舞躍大地舞蹈創作比賽 賴珮綸蕭樂恩"你聽,我說"獲金牌獎
捐贈贊助文化藝術2022/9/29 下午 07:01:06國光劇團2022全新推出帝王戲子同臺飆戲 唱一齣"優伶天子"
捐贈贊助文化藝術2022/9/29 下午 04:47:42ART TAIPEI 2022台北國際藝術博覽會即將登場
捐贈贊助文化藝術2022/9/28 下午 07:48:08TSO推出年度歌劇威爾第"奧泰羅"
影視娛樂演藝動態2022/9/28 下午 07:43:01北流首辦"臺北音樂不斷電"系列活動 為臺灣流行音樂提供音樂創作產業對話現場演出平台
流行時尚精品蒐藏2022/9/28 下午 07:13:10與李遠哲諾貝爾獎章零距離 臺史博"敢與別人不一樣-臺灣科學家的人文關懷特展"一睹為快
閱讀更多新網專題
[新網專題列表]
閱讀更多新網新聞
[新網新聞列表]
頻道分類發稿時間新聞標題
捐贈贊助文化藝術2022/9/29 下午 11:41:482022舞躍大地舞蹈創作比賽 賴珮綸蕭樂恩"你聽,我說"獲金牌獎
捐贈贊助文化藝術2022/9/29 下午 04:47:42ART TAIPEI 2022台北國際藝術博覽會即將登場
影視娛樂演藝動態2022/9/28 下午 07:43:01北流首辦"臺北音樂不斷電"系列活動 為臺灣流行音樂提供音樂創作產業對話現場演出平台
流行時尚精品蒐藏2022/9/28 下午 07:13:10與李遠哲諾貝爾獎章零距離 臺史博"敢與別人不一樣-臺灣科學家的人文關懷特展"一睹為快
捐贈贊助經史子集2022/9/28 下午 06:09:13臺文館辦理優良文學雜誌補助 10月1日起申請最高補助100萬
捐贈贊助文化藝術2022/9/28 下午 05:54:58"我的畫就是礦工日記" 國美館"做工的人:洪瑞麟作品與礦工身影"文化部藝廊展出
流行時尚消費資訊2022/9/27 下午 07:51:52消基會公開"第三方轉蛋機率驗證網" 號召玩家合力蒐集統計各個遊戲的機會型商品查驗遊戲機率真實性
捐贈贊助文化藝術2022/9/27 下午 07:15:13指揮馬利歐.凡薩戈攜手2015柴科夫斯基大賽鋼琴金牌得主狄米崔.馬斯里夫演繹"拉二"浪漫詩篇
養生健康醫療保健2022/9/27 下午 06:57:03以AI輔助開啟大腸癌診治全面防護 臺大醫院國泰綜合醫院雲象率先取得國內首項"大腸鏡即時AI瘜肉偵測"智慧醫材認證
養生健康醫療保健2022/9/27 下午 06:19:09台北長庚林口長庚高雄長庚人工生殖中心通過國際CAP認證 提供不孕症患者更優質的醫療照護
第1頁,總共1506頁
最後1頁 後1頁 後10頁 後100頁 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

歡迎進入新網會員俱樂部
餐飲美食時尚精品家庭百貨交通車輛旅遊民宿電腦通訊演藝傳播健康醫美
閱讀更多新網工商
[新網工商列表]
頻道分類發稿時間工商標題
工商新聞旅遊民宿2020/6/23 下午 07:34:23富豪旅遊強推拉拉山采風! 來一趟最安心的旅遊
工商新聞家庭百貨2020/4/12 下午 02:09:26夏日將至 別忘平日做好冷氣保養避免損壞維修
工商新聞健康醫美2019/1/7 下午 06:21:12近視人口激增 飛秒雷射治療近視成主流
工商新聞家庭百貨2018/12/19 下午 08:12:25"歐華有愛助罕病" 善款用於罕見疾病家庭醫療照護
工商新聞健康醫美2017/9/15 下午 03:12:22張懷媗拍戲意外 走過暗黑轉戰生技保健食品重生
工商新聞時尚精品2017/4/20 下午 07:34:44林心如站台 玉世家開拓大遠百首間中部據點
工商新聞健康醫美2017/4/12 下午 06:05:33翻轉運動觀念 學齡後兒童每日應60分鐘身體律動
工商新聞家庭百貨2017/3/7 下午 09:11:16掌廚人就該拿好刀好鍋 德國廚房用具全新產品上市
工商新聞文化教育2017/1/12 下午 08:21:35105年大學學測指考 羅傑英文小班制成績亮麗
工商新聞餐飲美食2016/2/9 下午 04:34:22到飛頁吃一頓文學餐 遠景出版社新創書餐廳

最後1頁 後1頁 後10頁 後100頁 前100頁 前10頁 前1頁 第1頁

新年度新希望-加盟連鎖
關於本站 網站導覽 服務條款 隱私政策 廣告刊登 友情贊助 志工招募 合作提案 連絡我們 後台管理
中國藝術家協會《新網新聞網》 電子郵件:news@newnet.tw LINE ID:newnetnews
版權所有 1998-2022新網© ※本站為安全網站,網頁各鏈結標題及其內容歸原權利人所有※
本授權條款允許使用者重製、散布、傳輸著作,但不得為商業目的之使用,亦不得修改該著作。
使用時必須按照著作人指定的方式表彰其姓名。