AM易道导语：
阅读本文前，请读者猜猜左右哪种设计更抗压？
当蜻蜓在阳光下轻盈翱翔时，很少有人会想到这种存在了三亿多年的生物，正在启发一场设计思潮和制造创新。
近日，河海大学机电工程学院研究团队在SSRN发表最新研究（预印），将蜻蜓翅膀的奥秘转化为突破性的工程创新。
他们开发的骨架增强神经风格迁移辅助拓扑优化（SNST-TO）方法，不仅解决了仿生结构难以工业化制造的难题，更让3D打印制造的仿生翅膀结构展现出优秀的力学性能—在某些指标上竟超越传统设计方案273%。
AM易道认为，这项融合人工智能、仿生学与增材制造的研究，或将重新定义未来飞行器的设计与制造方式。
追寻自然的智慧：仿生结构设计的演进
自然界中的生物结构经过亿万年演化，蕴含着令人惊叹的工程智慧。
其中，蜻蜓翅膀以其出色的力学性能和轻量化特征，一直是科研人员关注的焦点。
正如原文图1所展示的，蜻蜓翅膀的研究历经了三个重要阶段。
最初，研究者们主要依靠个人经验和直觉来简化和模仿蜻蜓翅膀结构（如图1a所示）。
这种方法虽然简单直接，却难以系统地捕捉和复制蜻蜓翅膀的精妙之处。
随后，拓扑优化方法的引入（图1b）为结构设计带来了数学严谨性，但往往会丢失生物特有的形态特征。
而近期兴起的数据驱动方法（图1c）虽然可以更好地保留生物特征，却面临着计算资源需求巨大的挑战。
真正的突破口在于理解蜻蜓翅膀的本质特征。
如图1d所示，蜻蜓翅膀复杂的交叉脉络结构不仅提供了飞行能力，更在应力分布、裂纹阻断等方面发挥着关键作用。
这种深层次的生物学洞察，为本研究提供了启发。
从自然到工程：仿生翅膀的诞生
研究团队的创新性工作在实际翅膀设计中得到了充分体现。
如图13所示，他们首先从真实蜻蜓翅膀中提取了具有代表性的蜂窝状特征，并将其转化为风格参考图像。
在图14中，我们可以清晰地看到优化过程的演进：从设定均匀载荷边界条件（图14a），到引入相似性和平滑性约束（图14b），最终通过增加最小尺寸约束得到具有工程可实现性的结构（图14c）。
与传统ABAQUS软件优化结果（图15）相比，新方法不仅保留了仿生特征，更展现出优越的力学性能。
密度：1.129 g/cm³ 杨氏模量：1330MPa 泊松比：0.394
打印温度：230℃
打印速度：60mm/s
喷嘴直径：0.25mm
层厚：0.06mm
填充率：100%
填充模式：直线型
比例的选择既考虑了打印精度，也确保了结构特征的完整保留。
希望本文的研究能够带来启发。更多研究细节请参考文末的DOI信息。
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1. He, Gang and Zhou, Yang and Han, Zhengtong and Xu, Ze and Hao, Lv, Dragonfly-Like Wing Structure Enabled by a Novel Skeleton-Reinforced Neural Style Transfer Assisted Topology Optimization and Additive Manufacturing. Available at SSRN: https://ssrn.com/abstract=5082684 or http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.5082684
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