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27

2026

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04

基于扩散变换器的超材料逆向设计代数语言模型

作者：

苏黎世联邦理工学院 Dennis M. Kochmann 团队和代尔夫特理工大学  Siddhant Kumar 团队提出了一种名为DiffuMeta的生成框架，该框架将扩散变换器与代数语言表示相结合，将三维几何体编码为数学语句。这种紧凑统一的参数化方法涵盖了多种拓扑结构，使得变换器能够直接应用于结构设计。DiffuMeta利用扩散模型生成具有精确应力-应变响应的新型壳体结构，在大变形下，它考虑了屈曲和接触，并通过生成多样化的解决方案来解决固有的一对多映射问题。作者的方法独具特色，能够同时控制多个力学目标，包括训练域之外的线性和非线性响应。对已制造结构的实验验证进一步证实了作者的方法在加速设计具有定制特性的超材料和结构方面的有效性。

研究成果于 2026 年 4 月 21 日以 “Algebraic language models for inverse design of metamaterials via diffusion transformers” 为题发表于《Nature Machine Intelligence》。

图1：壳基超材料参数化和设计空间生成过程概述

图2：用于逆向设计具有目标力学性能的壳超材料的DiffuMeta框架示意图

图3：具有目标压缩应力-应变响应的壳体超材料的逆向设计

图4：具有未见应力-应变响应的逆向设计壳体超材料

图5：壳体超材料的多目标条件生成

图6：DiffuMeta生成的壳体超材料的实验验证

来源：optics光学世界

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