工学：コンピューターによる構造設計

計算形態創生は、最小の重量で高い強度といった所望の構造特性に対して可能な限り最良な形状と材料配分を設計するのに使用される。植物や動物では、ゆっくりとした遺伝的進化を通して形態形成が自然に生じるが、工学では、最適な材料分配のためのより高速な反復手法が取り入れられており、トポロジー最適化と呼ばれている。これまでのところ、この手法は解像度が限られているために、小さな構造物や単純構造の計算にしか使用されてこなかった。今回N Aageたちは、これまで実現できたよりも2桁多いボクセル（ピクセルの3次元版）を計算できる、スーパーコンピューター上で実行可能な形態創生ツールを開発した。これによって、前例のない詳細な構造設計が可能になり、最適な材料配分に関する新しい知見が得られる。著者たちは、複数の長さスケールで構造が著しく詳細な最適化された航空機全翼の構造を計算しており、これは、鳥のくちばしに見られるような自然に存在する骨構造と類似性を示している。この新しいツールによって、風力タービンのブレード、タワーマスト、橋などのさまざまな構造物を設計する際に予想もできなかった手法が生まれる可能性がある。

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