懷俄明大學的一名博士生最近在圣地亞哥的美國航空航天學會 (AIAA) 科技論壇上獲得了學生論文獎。

正在學習機械工程的 Sarah Hankins 在 Aerospace Design and Structures Group 學生論文競賽中獲得了 Harry H. 和 Lois G. Hilton 學生論文獎。

“很榮幸我的工作能夠在這樣一個享有盛譽的研究和創(chuàng)新平臺上得到認可，”漢金斯說。

AIAA 科技論壇是世界上最大的航空航天研究、開發(fā)和技術活動。

漢金斯畢業(yè)于科羅拉多州布魯姆菲爾德的高中，面臨來自弗吉尼亞理工學院和州立大學、馬薩諸塞大學洛厄爾分校和荷蘭代爾夫特理工大學等國內(nèi)外大學的競爭。

參賽者提交了他們論文的擴展摘要，這些摘要由學術界和工業(yè)界的個人審查，以確定是否參加會議。一旦被接受，摘要將由評委進行評估，以確定學生論文比賽的半決賽選手。對完整的手稿進行了評估，以選擇剩余的決賽入圍者。最后一輪評審基于預先錄制的演示文稿，獲勝者是從手稿和演示文稿的綜合得分中選出的。

Hankins 的論文題為“從生成式設計框架中獲得的用于大小和拓撲優(yōu)化的仿生模式”。該論文描述了如何將生物和優(yōu)化算法結(jié)合起來生成特定應用的微觀結(jié)構(gòu)幾何形狀。

例如，漢金斯的框架被用于設計更高效和更輕的組件——從支架到熱交換器——這對于減少航空航天應用中的重量損失至關重要。在威斯康星大學機械工程系副教授 Ray Fertig 的研究小組中，漢金斯在整個博士研究過程中一直在開發(fā)計算框架。

“Sarah 的工作有可能改變我們對工程設計和優(yōu)化的看法，”Fertig 說。“她將創(chuàng)造力與眾多不同領域的能力相結(jié)合——從固體力學到熱傳遞到機器學習——的能力真的很了不起。”

漢金斯的工作基于圖靈的形態(tài)發(fā)生理論，其中自然界中的模式通過反應擴散模型定義的一組規(guī)則出現(xiàn)?？梢孕薷囊?guī)則以使結(jié)構(gòu)適應環(huán)境的外部約束。Hankins 的工作極大地減少了設計空間的跨度，并且無論問題的復雜性或規(guī)模如何，都能實現(xiàn)復雜的結(jié)構(gòu)解決方案。最先進的全局優(yōu)化技術用于定制受自然啟發(fā)的架構(gòu)，以滿足實際應用程序的需求。

實際上，這項工作可以實現(xiàn)更便宜、更快和更有效地開發(fā)定制的仿生物微結(jié)構(gòu)幾何形狀，從而徹底改變與工程材料和設計相關的仿生策略。