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2022年5月6日，澳大利亚昆士兰大学和莫纳什大学的研究课题《仿外骨骼结构：仿生结构设计方法》讲座在线上召开。此次讲座由陈书剑、王伟和段文会三位博士联合主讲，从“设计基元”相关概念出发，介绍了工程领域现有的八种结构设计基元，并提出了一种新的结构设计基元：仿外骨骼结构的节段式设计基元，在此基础上探讨和展望无序结构设计的未来。为了解仿生结构设计相关知识，课题组师生组织参加了此次线上讲座。

图1  课题组参会现场

讲座首先介绍了目前从自然界中的生物中提取出来的八种结构设计基元：从贝类生物中提取出来的层状基元、从节肢生物中提取出来的渐变基元和管状基元、从虾蛄中提取出来的螺旋状基元、从蜘蛛中提取出来的束状基元、从鱼类生物钟提取出来的重叠装基元、从龟类和鳖类生物中提取出来的缝合状基元。在此基础上，三位博士所在团队提出了从跳蚤跗足中受到启发的新型结构设计基元——基于跳蚤跗足的新型节段状设计基元，并结合3D打印进行仿生跳蚤腿设计，传统结构工程设计是确定的有序结构，但生物结构往往处于无序形态，类似于3D打印的人工智能可以帮助我们实现结构设计的无序。团队利用绿色仿生冷制造设计出了一种将人造仿生腿以装配形式形成的轻质混凝土蜂窝结构，该结构表现出良好的承载力和特殊的破坏模式。讲座的最后与大家讨论了未来无序结构设计中可能存在的问题，引发深思。

图2  讲座PPT节选

通过本次讲座，课题组师生对仿生结构有了一定的了解，开拓了结构设计的新思路，并对无序结构设计有了深刻思考。