論文の概要: Differentiable graph-structured models for inverse design of lattice materials

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.05422v1
• Date: Tue, 11 Apr 2023 18:00:21 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-13 17:02:17.659835
• Title: Differentiable graph-structured models for inverse design of lattice materials
• Title（参考訳）: 格子材料の逆設計のための微分可能なグラフ構造モデル
• Authors: Dominik Dold, Derek Aranguren van Egmond
• Abstract要約: 環境特異的材料の設計にインスピレーションを与えるための有望な場所は、自然界で見られる複雑な微細構造と格子幾何学である。 本稿では,正規および不規則な格子材料に対するグラフ表現を用いた計算手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Materials possessing flexible physico-chemical properties that adapt on-demand to the hostile environmental conditions of deep space will become essential in defining the future of space exploration. A promising venue for inspiration towards the design of environment-specific materials is in the intricate micro-architectures and lattice geometry found throughout nature. However, the immense design space covered by such irregular topologies is challenging to probe analytically. For this reason, most synthetic lattice materials have to date been based on periodic architectures instead. Here, we propose a computational approach using a graph representation for both regular and irregular lattice materials. Our method uses differentiable message passing algorithms to calculate mechanical properties, and therefore allows using automatic differentiation to adjust both the geometric structure and attributes of individual lattice elements to design materials with desired properties. The introduced methodology is applicable to any system representable as a heterogeneous graph, including other types of materials.
• Abstract（参考訳）: 深宇宙の敵対的な環境条件にオンデマンドで適応する柔軟な物理化学的性質を持つ物質は、宇宙探査の未来を定義する上で必須となる。 環境特異的材料の設計にインスピレーションを与えるための有望な場所は、自然界で見られる複雑な微細構造と格子幾何学である。 しかし、そのような不規則なトポロジーによってカバーされる膨大な設計空間は、分析的に調査することが困難である。 そのため、ほとんどの合成格子材料は、その代わりに周期的アーキテクチャに基づいていた。 本稿では,正規および不規則な格子材料に対するグラフ表現を用いた計算手法を提案する。 本手法では, 微分可能なメッセージパッシングアルゴリズムを用いて機械的特性を計算し, 個々の格子要素の幾何学的構造と属性を自動微分により調整し, 所望の特性を有する材料を設計できる。 導入された手法は、他の種類の材料を含む異種グラフとして表現可能なシステムに適用できる。

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