研究人員通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)對(duì)3D零件進(jìn)行逆向工程，揭示了安全漏洞

在過(guò)去的30年中，隨著復(fù)合材料在工業(yè)上的廣泛采用，玻璃和碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在航空航天和其他高性能應(yīng)用中的使用猛增。

在高性能應(yīng)用中，這些混合，分層材料的強(qiáng)度和多功能性的關(guān)鍵是每一層中纖維的方向。增材制造（3-D打印）方面的最新創(chuàng)新使得有可能對(duì)此因素進(jìn)行微調(diào)，這是由于能夠在CAD文件中包括要打印組件每一層的離散打印頭方向指令，從而優(yōu)化了強(qiáng)度和靈活性以及零件特定用途的耐用性。因此，CAD文件說(shuō)明中的這些3-D打印刀具路徑（刀具將遵循的一系列協(xié)調(diào)位置）對(duì)于制造商而言是寶貴的商業(yè)秘密。

但是，由紐約大學(xué)丹頓工程學(xué)院的研究人員團(tuán)隊(duì)（由機(jī)械和航空航天工程學(xué)系教授Nikhil Gupta領(lǐng)導(dǎo)）表明，通過(guò)將機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）工具應(yīng)用于以下工具，這些工具路徑也很容易復(fù)制，因此很容易被竊取。通過(guò)CT掃描獲得的零件的微觀結(jié)構(gòu)。

他們的研究“通過(guò)使用成像和機(jī)器學(xué)習(xí)通過(guò)刀具路徑重構(gòu)對(duì)增材制造的復(fù)合零件進(jìn)行逆向工程”，發(fā)表在《復(fù)合材料科學(xué)與技術(shù)》上，論證了這種對(duì)3D打印的玻璃纖維增強(qiáng)聚合物長(zhǎng)絲進(jìn)行逆向工程的方法， 3-D打印，尺寸精度在原始零件的1%的三分之一之內(nèi)。

調(diào)查人員包括NYU Tandon研究生Kaushik Yanamandra，Chen Lin Chen，Xianbo Xu和Gary Mac都表明，可以通過(guò)微CT掃描圖像從打印部件的纖維取向中捕獲3-D打印過(guò)程中使用的打印方向。 。但是，由于用肉眼很難分辨出纖維的方向，因此該團(tuán)隊(duì)使用了在數(shù)千個(gè)微CT掃描圖像上訓(xùn)練的ML算法，以預(yù)測(cè)在任何纖維增強(qiáng)的3D打印模型上的纖維取向。該團(tuán)隊(duì)在圓柱和正方形模型上驗(yàn)證了其ML算法結(jié)果，發(fā)現(xiàn)誤差小于0.5°。

古普塔說(shuō)，這項(xiàng)研究引起了人們對(duì)3-D打印復(fù)合零件中知識(shí)產(chǎn)權(quán)安全性的關(guān)注，在這種復(fù)合零件上投入了大量的精力進(jìn)行開(kāi)發(fā)，但是現(xiàn)代機(jī)器學(xué)習(xí)方法可以輕松地以低成本在短時(shí)間內(nèi)復(fù)制它們。

Gupta說(shuō)：“機(jī)器學(xué)習(xí)方法被用于復(fù)雜零件的設(shè)計(jì)中，但是，正如研究表明的那樣，它們可能是一把雙刃劍，這使得逆向工程也變得更加容易。”“在設(shè)計(jì)過(guò)程中還應(yīng)考慮安全性，在未來(lái)的研究中應(yīng)開(kāi)發(fā)出不可克隆的刀具路徑?！?/p>