[发明专利]一种基于人工智能设计和分布式制造的加速度计

说明书

本发明公开了一种基于人工智能设计和分布式制造的加速度计，先使用仿真的方法生成器件的几何参数与响应结果之间一一对应的大数据集，再分别喂入双向人工智能网络进行训练，然后根据上述逆向检索得到的几何参数构建成三维模型，使用由云计算平台控制管理的可以同时提供多种材料的三维打印机进行制造，同时使用绝缘材料制作器件的机械结构，用导电材料制造器件的电极及引线互连，用可选择性去除的牺牲材料制造三维结构的临时支撑结构，一体化制造完成后选择性地去除支撑结构得到完整的器件，降低了设计和制造的难度和周期，实现了个性化和智能化制造。

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种加速度计的人工智能设计方法和分布式制造方法。

背景技术

电子传感器如加速度计、压力传感器、陀螺仪等在工业生产和人们的日常生活中有广泛的应用。这些传感器的设计通常是由具有专业知识的技术人员完成，通常进行孤立的建模和仿真，一旦修改几何尺寸必须重新建模，通常需要数周时间，且对于难以写出解析式的逆向设计问题，即根据器件的响应结果确定几何参数往往难以有效解决。这些传感器的制造方法通常是基于硅基微电子工艺如淀积、光刻、刻蚀和金属化等制造的，通常需要数月时间。整个设计和制造工艺过程都是在集中化场所完成的，生产周期长、产品型号少、运输成本高......难以满足用户对个性化定制日益增长的需求。

发明内容

本发明的目的在于，提供了一种基于人工智能设计方法和分布式制造方法，并应用在典型器件加速度计的设计和制造领域。包括人工智能设计部分和分布式制造部分。

所述人工智能设计部分是先使用仿真的方法生成器件的几何参数与响应结果之间一一对应的大数据集，再分别喂入双向人工智能网络进行训练，一旦训练完成，正向网络可以用来根据器件的几何参数快速地预测响应结果，逆向网络可以用来根据结果需求快速地检索器件的几何参数。

所述的分布式制造部分是先根据所述逆向检索得到的几何参数构建成三维模型，然后使用由云计算平台控制管理的，可以同时提供多种材料的三维打印机进行一体化制造，打印材料至少同时包括绝缘材料，导电材料，可选择性去除的支撑材料，打印制造时同时使用绝缘材料制作器件的机械结构，用导电材料制造器件的电极及引线互连，用可选择性去除的牺牲材料制造三维结构的临时支撑结构，一体化制造完成后选择性地去除支撑结构得到完整的器件。

所述加速度计具有差分电容式结构，用所述人工智能设计方法建立所述加速度计的双向网络，用逆向检索得到的几何参数构建三维模型，用所述多喷头三维打印机的绝缘材料打印器件的机械结构，用所述三维打印机的导电材料打印器件的电极及引线互连，用所述三维打印机的可去除的支撑材料打印器件的支撑结构，制造完成后选择性去除支撑结构得到。

相对于现有技术，本发明具有如下优点：

第一，本发明的设计部分使用电学仿真或有限元仿真得到器件的几何参数与响应结果之间一一对应的大数据集，数据充分且准确程度高。一旦把数据集喂入双向人工智能网络并训练完成后，设计人员即使修改几何参数也不必重新建模而能使用训练好的正向网络快速地根据器件的几何参数预测响应结果；一般用户即使没有相关设计经验难以写出逆向问题的解析式也能使用训练好的逆向网络快速地按照需求的结果检索器件的几何参数。

第二，本发明的制造部分使用分布式一体化三维打印方法，同时打印器件的机械结构、导电电极、悬浮支撑，不仅比传统的减材制造节省材料，而且在制造过程中不需要任何对准和装配过程，此外还能制造传统微电子工艺难以实现的复杂几何结构。

第三，联合使用本发明的人工智能设计方法和分布式制造方法，一般用户即使没有相关器件的专业知识和动手制造能力，只需要把个性化需求结果输入到训练好的逆向网络就可以快速地检索到相应的几何参数并构建出三维模型，并由分布式多喷头三维打印机一体化制造成型，降低了设计和制造的难度和周期，实现了个性化和智能化制造。

附图说明