Courtesy of InterestingEngineering

Revolusi Material Mekanik: AI dan 4D Printing Ubah Cara Kita Mendesain

Menggambarkan bagaimana kombinasi AI-driven generative design dan 4D printing memungkinkan penciptaan metamaterial mekanik yang memiliki sifat mekanis unik dan dapat diprogram, membuka jalur baru bagi aplikasi adaptif dalam berbagai bidang seperti aerospace, robotika lunak, dan medis.

01 Mar 2026, 02.59 WIB

162 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Desain generatif memungkinkan insinyur untuk menciptakan material dengan respons mekanik yang ditentukan oleh arsitektur mikro.
Pencetakan 4D membuka peluang baru untuk aplikasi dalam biomedis, aerospace, dan robotika lunak.
Kombinasi desain berbasis AI dan pencetakan pintar dapat menghasilkan material yang adaptif dan dapat digunakan dalam berbagai aplikasi teknik.

Berkeley, Amerika Serikat - Desain terbalik dengan AI dan 4D printing kini memungkinkan pembuatan metamaterial mekanik yang sesuai dengan profil mekanis yang diinginkan. Tim dari University of California, Berkeley memimpin dengan sistem pembelajaran mesin yang menghasilkan microstruktur lattice berdasarkan kurva tegangan-regangan target.

Proses 4D printing memanfaatkan material 'pintar' yang dapat berbentuk ulang atau mengubah kekakuan sebagai respons terhadap stimulus seperti panas atau cahaya. Hal ini dimanfaatkan dalam aplikasi seperti antena yang dapat deploy ketika di ruang angkasa serta robot lunak yang dapat mengubah bentuk dan kekakuan sesuai kebutuhan tugas.

Studi kasus seperti MLJ actuator dan struktur pendaratan pesawat eVTOL membuktikan kemampuan metamaterial ini untuk beradaptasi secara aktif dalam berbagai kondisi fungsional. Meski masih ada tantangan seperti ketahanan dan skalabilitas, teknologi ini membuka masa depan dimana struktur bisa bertransformasi sesuai kondisi lingkungan dan kebutuhan.

Referensi:
[1] https://www.interestingengineering.com/case-studies/inverse-design-printed-metamaterials

Analisis Ahli

Xiaoyu Rayne Zheng

"Pendekatan desain terbalik yang kami kembangkan memungkinkan penciptaan metamaterial dengan akurasi hingga 90% dalam mereplikasi kurva tegangan-regangan yang diinginkan, membuka kemungkinan perilaku mekanik yang belum pernah ada di alam."

Jinsong Leng

"Material 4D berbasis SMP memungkinkan robot lunak yang dapat beradaptasi langsung dengan tugas dan lingkungan berbeda tanpa sistem aktuasi mekanik konvensional, memberikan fleksibilitas dan efisiensi tinggi."

Xizhe Zhu

"Metamaterial 4D yang dapat menyerap energi benturan dan pulih dengan cepat mendemonstrasikan paradigma baru untuk komponen pesawat yang dapat digunakan ulang dan tahan dampak."

Analisis Kami

"Konvergensi AI dan 4D printing tidak hanya mengubah cara kita mendesain material tapi juga membuka kemungkinan yang sebelumnya tidak terpikirkan dalam mekanika material. Namun, untuk mencapai penerapan luas, tantangan terkait material dan manufaktur harus diatasi dengan kolaborasi lintas disiplin yang intens."

Prediksi Kami

Ke depan, metamaterial yang diprogram secara AI akan menggerakkan revolusi dalam struktur adaptif, memungkinkan bangunan, kendaraan, dan perangkat medis yang bertransformasi secara real-time sesuai kebutuhan fungsional dan lingkungan.