
软橡胶超材料诈欺柔性模态开云体育(中国)官方网站,通过顽劣耗的模块化蓄意与模拟杀青矩阵向量乘法。

荷兰原子分子物理磋磨所(AMOLF)的磋磨东说念主员开辟出一种新式柔滑柔性材料,大约像筹画机推行矩阵向量乘法相通完成复杂筹画。与传统的刚性电子元件不同,这种弹性超材料诈欺"柔性模态" —— 的确不需要能量的微不雅敞开 —— 来进走运算。通过尽心蓄意重叠单位,磋磨东说念主员不错限度这些形变以推行不同的筹画,致使不错在材料制造完成后对其进行再行编程。
磋磨团队称,这一窒碍有望为更智能的软体机器东说念主、微型机械传感器以及获胜在材料里面处理信息的先进设置铺平说念路,从而开辟软物资筹画的新范围。
机械矩阵乘法器
传统筹画将物理天下与数字处理差异:敞开、光或声息需先挪动为电信号,再发送给处理器和内存。在筹画机体积重大、功耗高且老本崇高的早期阶段,这种作念法是合理的。关系词,每个挪动时势王人会花费能量、引入延伸,并亏空原始信号佩戴的部分信息。
磋磨东说念主员正探索获胜在材料中进行筹画以绕过这些挪动的新阶梯。包括光学装配和电阻阵列在内的新兴系统,王人聚焦于矩阵向量乘法这一机器学习中的重要运算。机械系统,极度是触及软材料的系统,提供了低功耗的替代决策;但限度其敞开颇具挑战。诈欺"柔性模态" —— 的确不受阻力的敞开 —— 不错指挥可推测的形变,使材料能高效推行筹画。
行动惩办决策,磋磨东说念主员创建了一种软机械超材料 —— 一种被切割成重叠图案的橡胶片,大约诈欺的确不需要能量的柔性模态或敞开来推行矩阵向量乘法。输入以橡胶片边际的水平或垂直位移面容施加,输出则进展为其他边际的敞开,与输入向量乘以矩阵的遵守相符。

该橡胶片由袖珍模块组成,每个模块将两个输入映射为两个输出。梁的角度设定模块的权重,权重值可正可负。梁和流畅件将敞开完结在两种柔性模态内,这些模态组合起来产生所需的映射。模拟通过有限元建模洽商着实天下的逶迤和拉伸,并相聚自动微分和侧重于范围的简化,确保了精准且顽劣耗的筹画。
弹性智能材料
磋磨流露,这种软机械超材料的性能受梁的纵横比(即梁长与梁宽之比)的完结。在现实材料中,能产生较大矩阵权重的大角度同期也会使输入旅途变硬,从而减少输出端的敞开。筹画标明,诈欺面前的微加工工夫,不错精准构建高达64×64的矩阵,这足以胜任语音特征处理等任务。
团队测试了一个由6毫米厚橡胶切割而成的原型机。步进电机施加细小的范围敞开,由录像机追踪纪录。单个模块在细小输入下革职预期的线性映射,弱点约为20%;较大的输入则导致弥漫,产生类Sigmoid函数的反应。据报说念,由于橡胶的粘弹性,模块还进展出滞后效应,在较慢速率下滞后效应更小。
权重可在制造后通过双稳态变刚度梁进行调理,允许某些矩阵项在正、负或零之间切换。使用自动微分和有限元分析的模拟有助于提供高效的蓄意指挥。团队宣称,这项责任展示了一种可变形材料获胜通过敞开推行矩阵向量乘法,而无需进行电学挪动。
磋磨东说念主员在论文节录中默示:"遵守标明,柔性模态不错成为杀青具身智能、智能微机电系统(MEMS)设置及传感器内边际筹画的重要推能源。"
该团队的磋磨细节已发表于《先进智能系统》期刊开云体育(中国)官方网站。
