La IA controla las superficies cambiantes para reducir la fricción en la maquinaria

03-mar-2023 (Noticias de Nanowerk) Los sistemas mecánicos en los que las piezas móviles entran en contacto regular son propensos a sufrir daños debido a los efectos de la fricción. Investigadores de la Universidad de Tohoku han desarrollado un sistema de control de contacto, impulsado por inteligencia artificial, para reducir en gran medida el contacto con las áreas dañadas. Aunque actualmente solo se prueba en experimentos de laboratorio, creen que eventualmente podría ayudar a que muchos tipos de maquinaria funcionen sin problemas. “Esto podría alejar la estrategia de diseño de los sistemas mecánicos del enfoque tradicional de desarrollar materiales nuevos y superiores para desarrollar superficies que puedan adaptarse activamente para reducir el daño”, dice el profesor Motoyuki Murashima. La obra (Tribología Internacional, “Tecnología novedosa de estabilización por fricción para condiciones de daños superficiales utilizando aprendizaje automático”) fue una colaboración entre Murashima en el Departamento de Ingeniería de Sistemas Mecánicos de la Universidad de Tohoku y colegas de la Universidad de Nagoya y el Instituto de Tecnología Fotónica de Corea en Corea del Sur. Cómo evitar el contacto con la posición dañada utilizando superficies cambiantes. (Imagen: Motoyuki Murashima) La investigación se centra en el potencial de los materiales innovadores que poseen "superficies cambiantes", que se pueden cambiar según el entorno en el que operen. Estos materiales están siendo desarrollados por varios grupos de investigación para imitar una flexibilidad común que se encuentra en sistemas vivos, como superficies de hojas que cambian en respuesta a variaciones en la humedad. Un ejemplo en ingeniería, desarrollado previamente por Murashima y sus colegas, es una superficie compuesta por un diafragma sostenido por un sustrato duro, con cambios en la presión de tensión que alteran las morfologías de la superficie. El equipo desarrolló un procedimiento de inteligencia artificial en el que los sensores analizan la fricción entre dos superficies. Habiendo detectado dónde se está produciendo el daño, el procedimiento puede utilizar la capacidad de "transformación" de la superficie para minimizar el contacto de fricción con las regiones dañadas.
Cómo evitar el contacto con la posición dañada utilizando superficies cambiantes. ©Motoyuki Murashima “Esta es la primera investigación en el mundo que utiliza inteligencia artificial para controlar la forma de las superficies cambiantes y detectar con éxito la posición del daño en las superficies que interactúan”, dice Murashima. A medida que avanzaban el análisis y el ajuste en casos de prueba simulados, los investigadores pudieron lograr una reducción constante en la fricción fluctuante causada por el contacto entre las partes afectadas del material bajo investigación.

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El sistema de prueba de concepto utilizó discos que giraban dentro de un cilindro. El próximo paso crucial será acercarse a situaciones en las que el procedimiento podría aplicarse a desafíos reales de ingeniería, como maquinaria industrial. El objetivo final es permitir que una amplia gama de maquinaria funcione con menos desgaste y daños rutinarios, logrando una vida útil más larga y ahorros de costos debido a los reemplazos de piezas menos frecuentes. “Un próximo paso importante es desarrollar algoritmos de aprendizaje y control más sofisticados que reducirán el tiempo necesario para aprender las características de las superficies analizadas y, por lo tanto, lograr un control más refinado y rápido que evite daños”, dice Murashima.

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• Fuente: https://www.nanowerk.com/news2/robotics/newsid=62495.php