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World File Search System自感应
用相互电感传感器阵列形状的自感应
摘要 - 形状的实时感测是许多智能机器，尤其是软机器人技术的重要工具。来自一系列传感器的相互感应数据显示出巨大的希望，作为形状传感的准确工具。在本文中，我们展示了如何将电感阵列数据用于形状成像和地形形状跟踪。这个想法已扩展到许多几何设置，显示了用于形状传感的多功能工具。传感器围绕圆形阵列排列，从而重建了从圆形形状到通用多边形形状的变形，包括椭圆形。线性阵列显示了张力力和各种线路变形的传感。最后，传感器阵列用于表面，允许重建剪切力和正常力到表面。已经实施了两个线圈之间相互电感的合适方法，并进行了一系列方法，包括反转算法，校准方法和机器学习工具，显示了新形状传感器系统的应用。索引项 - 磁感应阵列，形状跟踪，线性和非线性倒置，软机器人
通过材料挤压实现自感知部件的增材制造
摘要 本研究的目的是通过嵌入铜和连续碳纤维导电元件来开发和评估增材制造部件的自感应能力。使用自定义 g 代码在基于材料挤出的 Anisoprint A4 机器上制造了两组测试样本。每组都包含非晶态热塑性基质中的铜和连续碳纤维。通过改进美国材料与试验协会 (ASTM D790) 三点加载系统开发了一种量身定制的测试装置。在弯曲载荷下进行电阻测量，以评估每个测试样本的自感应能力。结果证实，材料挤出技术可以生产自感应部件。电阻呈线性增加（传感公差 <±2.6%，R 2 >93.8% p 值 < 0.005），与施加的力和应变建立了很强的相关性。这项工作允许创建智能部件，以促进工业 4.0 所需的状态监测和预防性维护所需的大数据收集、分析和基于证据的决策。
引用原始发表的论文（记录的版本）：Zenkert，D.，Harnden，R.，Asp，L。等（2024）。多功能碳纤维复合材料
当今大多数产品都具有多个功能，但是这些功能是通过在系统中整合不同的单功能设备和/或材料来实现的。在一种单个材料中同时具有多个功能具有许多潜在的优势，例如一种可以存储能量，具有自感应或自我修复能力或任何其他身体功能的结构材料。这将带来质量和资源节省，使能源更高，因此更可持续。本文介绍了如何使用碳纤维的电气和电化学性质在高性能载荷中同时使用碳纤维来进行碳纤维的微型审查。通过该碳纤维复合材料还可以存储像锂离子电池一样的能量，用作应变传感器，具有电气控制的致动和形状，并用作能量收割机。
掺杂热塑性纳米复合材料作为添加剂
Pawan Verma、Jabir Ubaid、Kartik M Varadarajan、Brian L Wardle 和 S. Kumar* Pawan Verma 博士，德克萨斯 A&M 大学 Artie McFerrin 化学工程系，德克萨斯州大学城，77840，美国。 Jabir Ubaid 博士、S. Kumar 教授 英国格拉斯哥大学詹姆斯·瓦特工程学院，格拉斯哥，G12 8LT 电子邮件*：s.kumar@eng.oxon.org Kartik M. Varadarajan 教授 美国马萨诸塞州波士顿麻省总医院骨科外科，邮编 02114 Brian L. Wardle 教授 美国马萨诸塞州剑桥麻省理工学院航空航天系，邮编 02139 美国马萨诸塞州剑桥麻省理工学院机械工程系，邮编 02139 关键词：熔融共混、增材制造、压阻、自感应、矫形支架 摘要
使用多抗响应钴氧化锰氧化物
抽象的紧凑型材料结构构造具有一定程度的内置智能，这是对易于交付的刺激的响应，这对于材料驱动的机器人非常需要。我们在这里报告了可见的光驱动的，双重响应的二氧化碳（Co-MNO 2）的双重响应材料，该材料在速度和功率需求方面表现出较高的致动性能，并且在光照明下具有降低的电阻率。致动特性可通过控制掺杂的量，然后进行电化学处理以激活该驱动，并且电阻变化方便地用作控制驱动的内置反馈信号。利用这些特性，构成了〜4 mW/cm 2的自感应可见光强度的紧凑型微生物设备，以沿多个可选的配置途径进行复杂的运动。在这些设备中证明了智能机器人功能，包括自我适应载荷提升，对象排序和按需结构僵硬。此处所展示的概念开辟了使用多含量响应材料创建机器人智能的观点。
Janus 铬二硫族化合物中的无场自旋轨道扭矩切换
摘要：我们预测磁性铬基过渡金属二硫属化物 (TMD) 单层在其 Janus 形式 CrXTe（其中 X = S、Se）中具有非常大的自旋轨道扭矩 (SOT) 能力。Janus 结构固有的结构反演对称性破坏导致巨型 Rashba 分裂产生较大的 SOT 响应，相当于在非 Janus CrTe 2 中施加 ∼ 100 V nm −1 的横向电场所获得的响应，这完全超出了实验范围。通过对精心推导的 Wannier 紧束缚模型进行传输模拟，发现 Janus 系统表现出与最有效的二维材料相当的 SOT 性能，同时由于其平面内对称性降低，还允许无场垂直磁化切换。总之，我们的研究结果表明，磁性 Janus TMD 是超紧凑自感应 SOT 方案中终极 SOT-MRAM 设备的合适候选者。关键词：自旋轨道扭矩、过渡金属二硫属化物、二维材料、范德华铁磁体
用于高刚度 4D 打印电控多功能结构的多尺度非均质聚合物复合材料
4D 打印是一个新兴领域，其中 3D 打印技术用于对刺激响应材料进行图案化以创建变形结构，以时间为第四维。然而，目前用于 4D 打印的材料通常较软，在形状变化过程中的弹性模量 (E) 范围为 10 −4 至 10 MPa。这限制了所得结构的可扩展性、驱动应力和承载能力。为了克服这些限制，多尺度异质聚合物复合材料被引入作为一种新型的刚性、热响应 4D 打印材料。这些油墨的 E 比现有的 4D 打印材料高四个数量级，并提供可调节的电导率，可同时实现焦耳加热驱动和自感应功能。利用电控双层作为构建块，设计和打印出一种可变形为 3D 自立式起重机器人的平面几何体，与其他 3D 打印执行器相比，在重量标准化的起重负载和致动应力方面创下了新纪录。此外，该油墨调色板还用于创建和打印平面晶格结构，这些结构可变形为各种自立式复杂 3D 形状。这些贡献被集成到 4D 打印电控多步态爬行机器人晶格结构中，该结构可承载自身重量的 144 倍。
建筑和建筑材料
同时将不同的功能分配给结构元素仍然具有挑战性。在这项研究中，首次开发了一种适用的多功能平面编织复合材料，具有增强，自感和自加热的能力。在此路线中，使用了三种商业织物，包括棉花，棉/聚酰胺和聚酯。首先对织物进行化学处理，然后使用具有不同浓度和层的丝网印刷涂层碳纳米材料的聚合物导电糊。然后将样品覆盖并用热塑性聚氨酯聚合物密封，以避免Envi Ronmental因子影响。智能平面复合材料（SPC）也被用作水泥标本的加固。还评估了样品的电导率和焦耳加热能力。使用各种测试研究了SPC的微观结构。使用不同的载荷模式评估了用不同SPC的胶结复合材料的机械性和自感应性能。结果显示，加热速率为0.44°C/ s，焦耳加热功率为0.7 w/°C，最高温度为44°C，这证明了胶结材料的适当加热能力，该能力是由SPC增强的。电阻率变化与应变值之间的很大相关性表明该复合材料在不同应用中应变感应中具有很高的电位。SPC还改善了试样的裂缝后行为及其弯曲强度和失败应变，分别提高了约50％和118％。这项研究的结果在多功能编织的复合开发中占据了明亮的视野，在民用基础设施中使用了不同的应用，这是智能城市进步的关键步骤。
检测物质挤出添加剂中的多尺度缺陷
摘要：添加剂制造（AM）缺陷在纤维增强的热塑性复合材料（FRTPC）中面临着重大挑战，直接影响其结构和非结构性表现。通过基于材料挤出的AM产生的结构，特别是融合的细丝制造（FFF），逐层沉积可以引入孔隙率（在某些情况下最高10-15％），分层，空隙，纤维错位和层次之间的不完整融合。这些缺陷会损害机械性能，从而导致抗拉强度最多降低30％，在某些情况下，疲劳寿命高达20％，严重降低了该复合材料的整体性能和结构完整性。常规的非破坏性测试（NDT）技术通常难以有效地检测此类多尺度缺陷，尤其是当解决方案，穿透深度或物质异质性构成挑战时。本综述对FRTPC中的制造缺陷进行了严格的研究，根据形态，位置和大小对FFF诱导的缺陷进行了分类。讨论了能够检测到小于10 µm的空隙，以及与自感应纤维集成的结构健康监测系统（SHM）系统的高级NDT技术。与传统的NDT技术相比，还突出了机器学习算法（ML）算法在增强NDT方法的灵敏度和可靠性中的作用，这表明ML积分可以提高缺陷检测高达25–30％。最后，研究了配备连续纤维的自我报告FRTPC的潜力，用于实时缺陷检测和原位SHM。通过将ML增强的NDT与自我报告的FRTPC相结合，可以显着提高缺陷检测的准确性和效率，从而通过启用更可靠的，缺陷，更可靠的，最低的FRTPC组件来促进AM在航空航天应用中的广泛采用。