Inżynierowie przeprojektowali skrzydło Boeinga 777 na podstawie analizy złożonej struktury przydatków egzoszkieletu ważki. Inżynierowie z University of Pennsylvania badali geometrię powierzchni i wewnętrzną strukturę żyłek na skrzydłach ważek. Model sztucznej inteligencji przeszkolony na podstawie zebranych danych umożliwił przeprojektowanie skrzydeł samolotu, aby były lżejsze przy jednoczesnym zachowaniu wytrzymałości i właściwości aerodynamicznych.

Naukowcy przeanalizowali geometryczną sieć żył w skrzydle ważki za pomocą odwrotnych diagramów Maxwella. To narzędzie służy do obliczania równowagi sił w systemie. Z jego pomocą naukowcy ustalili fizykę struktury skrzydła ważki. Podzielili geometrię skrzydła na wewnętrzne unaczynienie i zewnętrzne krawędzie oraz pokazali, w jaki sposób inne komponenty wpływają na struktury wewnętrzne. Naukowcy odkryli korelację między grubością połączonych elementów skrzydła a równowagą sieci w płaszczyźnie.

„To tak, jakby wziąć układ naczyniowy ważki, wyciągnąć go ze wszystkich stron i stwierdzić, że ogólna struktura działa świetnie jako rozciągnięta sieć, przynajmniej w płaszczyźnie 2D” – mówi Masoud Akbarzadeh, współautor badania.

Naukowcy wykorzystali diagramy kształtu i siły skrzydeł ważek jako zestaw danych szkoleniowych do opracowania modelu uczenia maszynowego, który generuje sieci strukturalne, które dokładnie reprezentują geometrię skrzydła. Wyszkolony model posłużył do zaprojektowania modelu skrzydła Boeinga 777 w skali 1:120. Analiza wykazała, że wprowadzone zmiany doprowadziły do znacznej poprawy sprawności konstrukcyjnej skrzydeł.

W wyniku długiego procesu ewolucyjnego owady rozwinęły niezwykle lekkie, wydajne i mocne struktury do lotu - twierdzą autorzy badania. Wyniki analizy pokazują, że przy pomocy „naturalnego rozwoju” możliwe jest stworzenie lżejszego i wydajniejszego samolotu przy użyciu mniejszej ilości materiałów.