MIT新系统将不需要的树杈分配到承重结构中使用

在副教授Caitlin Mueller的领导下，研究人员首先从马萨诸塞州萨默维尔市的一组已经被砍伐的树木中收集了一些废旧木材。科学家们对树干或大树枝一分为二的Y形分叉处特别感兴趣。通常情况下，这些部分只是被丢弃或被烧掉。

Mueller说：“树杈是天然设计的结构连接，在树木中作为悬臂工作，这意味着由于其内部纤维结构，它们有可能非常有效地传递力量。如果你把树杈从中间切开，你会看到一个令人难以置信的纤维网络，这些纤维交织在一起，在树上形成这些通常是三维的负荷转移点。我们开始使用3D打印做同样的事情，但我们远远没有达到大自然的要求。”

一旦科学家们收集了大量的树杈，他们就开始对每个树杈进行3D扫描，然后将其数字模型添加到数据库中。利用所谓的“匈牙利算法”，随后可以确定该数据库中的哪些树杈最能满足特定的Y形节点的承重要求--在该节点上，两块直的材料结合在一起以支撑一个负载--在一个特定的人造结构中。

该系统也可以反向工作，显示结构的其他方面应该如何改变，以利用特定节点的特定树杈。

在这个过程的下一步，另一种算法被用来指导机器人切割选定的树杈，因此它们能够最好地适应和承担各自节点位置的负载。最后，一个计算机模型指导团队完成了装配过程，显示了哪些树杈是为哪些节点准备的。

尽管我们看到使用该技术建造的实际建筑可能还需要一段时间，但Mueller和他的同事确实建造了一个概念验证的木质雕塑，并在麻省理工学院校园内展出。由于他们的研究工作被大流行耽搁了，这个作品仍然是一个进展中的作品--它目前包括12个树杈节点，但最终应该包括大约40个。然后，它将被安装在萨默维尔市，在捐赠的树木曾经生长的地方。

关键词：科学探索 MIT新系统将不需要的树杈分配到承重结构中使用

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