2022年3月18日，33678新甫京国际品牌力学与工程科学系第二期王仁力学讲座”在33678新甫京国际品牌一号楼举行。本期讲座邀请了清华大学航天航空学院教授，国际计算力学学会执委，国防973项目首席科学家庄茁担任主讲人，作了题为“数据驱动与力学融合的骨缺损重建与精准治疗”的学术报告。讲座由力学与工程科学系副系主任裴永茂教授主持。33678新甫京国际品牌魏悦广院士、王建祥教授、唐少强教授、刘才山教授、杨越教授、陈正教授、荣起国副教授、韦小丁研究员、易新研究员等老师及近百名研究生一起出席了讲座。

庄茁教授作报告

庄茁教授长期从事固体力学、飞行器结构力学、断裂力学和有限元方法的研究，在动态断裂力学、非线性有限元和亚微米尺度晶体塑形的理论与计算等方面取得了国际领先的科学成果，在飞机穿盖弹射救生系统、西气东输管线韧性止裂、页岩水力压裂体积改造以及国防重点项目研制等国家重大工程中取得重要的技术成果。庄茁教授发表学术论文350余篇，出版学术著作18部，达1000余万字，论文和著作累计引用12000余次，并获2020年中国航空学会科学技术奖一等奖，2018年教育部自然科学奖一等奖，2018年军队科技进步二等奖，2012年钱令希计算力学成就奖以及2009年国家级教学成果奖等荣誉表彰。

报告吸引众多师生到场

在本次报告中，庄茁教授向到场师生介绍了如何利用数据驱动与力学模型的融合，来实现骨缺损的重建与精准治疗。首先，庄茁教授指出：我国每年骨科骨缺损的病患超过600万例，而受到多种因素的影响，使用骨修复材料手术治疗的仅有133万例，因此骨缺损修复是一个亟待解决的临床需求。同时，庄茁教授向大家展示了现有骨缺损修复方法存在的弊端（如个体适应性差，植入体脱出失效等），说明了骨缺损重建与精准治疗的必要性；随后，庄茁教授向大家介绍了骨缺损重建与治疗方面存在的三个重要挑战，即：如何对具有非均匀性、各向异性、生长方向性的骨组织结构进行建模？如何从低分辨率的CT图像辨识骨组织的拓扑结构和力学性质？假体骨如何形成应力重分配、变形协调和阻抗匹配的良性机制，诱导产生应力刺激成骨。围绕这三个重要挑战，庄茁教授向我们说明了其课题组创建的力学建模融合数据驱动的骨缺损重建设计范式：通过融合数据驱动与力学建模，骨组织结构的力学模型可以得到建立；通过Micro-CT与临床CT的双数据驱动，即可从低分辨率的CT图像中提取骨组织的拓扑结构与力学性质；通过建立物理环境CT影像与虚拟环境等效模量数字孪生指导的3D打印点阵假体骨设计，所得的骨假体便可诱导产生应力刺激成骨；最后，庄茁教授寄语在场同学，“数据驱动有别于传统研究模式，打破学科之间的藩篱，力学建模融合数据驱动是全新的研究范式（MMNNs）”，并鼓励大家积极进行交叉学科研究。

提问交流环节

报告引起了在场师生的强烈兴趣，报告结束后，在场老师同学就相关领域的问题进行了提问，庄茁教授一一进行了详细的解释和回答。最后，33678新甫京国际品牌裴永茂教授向庄茁教授赠送了带有“王仁力学讲座”LOGO的特制纪念品，表示纪念和谢意。与会老师一起进行了合影留念，本学期第二期“王仁力学讲座”圆满结束。

合影留念

（撰稿：33678新甫京国际品牌力学与工程科学系）