L'intelligenza artificiale controlla le superfici morphing per ridurre l'attrito nei macchinari

03 marzo 2023 (Notizie Nanowerk) I sistemi meccanici in cui le parti mobili entrano regolarmente in contatto sono soggetti a danni dovuti agli effetti dell'attrito. I ricercatori della Tohoku University hanno sviluppato un sistema di controllo del contatto, guidato dall'intelligenza artificiale, per ridurre notevolmente il contatto con le aree danneggiate. Sebbene attualmente testato solo in esperimenti di laboratorio, ritengono che alla fine potrebbe aiutare molti tipi di macchinari a funzionare in modo più fluido. "Ciò potrebbe spostare la strategia di progettazione dei sistemi meccanici dall'approccio tradizionale dello sviluppo di materiali nuovi e superiori allo sviluppo di superfici che possono adattarsi attivamente per ridurre i danni", afferma il professor Motoyuki Murashima. Il lavoro (Tribologia Internazionale, "Nuova tecnologia di stabilizzazione dell'attrito per condizioni di danneggiamento della superficie utilizzando l'apprendimento automatico") è stata una collaborazione tra Murashima del Dipartimento di ingegneria dei sistemi meccanici dell'Università di Tohoku e colleghi dell'Università di Nagoya e del Korea Photonics Technology Institute in Corea del Sud. Come evitare il contatto con la posizione danneggiata utilizzando superfici morphing. (Immagine: Motoyuki Murashima) La ricerca è incentrata sul potenziale di materiali innovativi che possiedono "superfici di morphing", che possono essere modificate a seconda dell'ambiente in cui operano. Questi materiali sono stati sviluppati da diversi gruppi di ricerca per imitare una flessibilità comune trovata in sistemi viventi, come le superfici delle foglie che cambiano in risposta alle variazioni di umidità. Un esempio in ingegneria, precedentemente sviluppato da Murashima e colleghi, è una superficie composta da un diaframma supportato da un substrato duro, con cambiamenti nella pressione di sollecitazione che alterano le morfologie superficiali. Il team ha sviluppato una procedura di intelligenza artificiale in cui i sensori analizzano l'attrito tra due superfici. Dopo aver rilevato dove si sta verificando il danno, la procedura può quindi utilizzare la capacità di "morphing" della superficie per ridurre al minimo il contatto per attrito con le regioni danneggiate.
Come evitare il contatto con la posizione danneggiata utilizzando superfici morphing. ©Motoyuki Murashima “Questa è la prima ricerca al mondo da utilizzare intelligenza artificiale per controllare la forma delle superfici morphing e rilevare con successo la posizione del danno sulle superfici interagenti", afferma Murashima. Man mano che l'analisi e la regolazione procedevano in casi di test simulati, i ricercatori sono stati in grado di ottenere una costante riduzione dell'attrito fluttuante causato dal contatto tra le parti interessate del materiale in esame.

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Il sistema proof-of-concept utilizzava dischi che ruotavano all'interno di un cilindro. Il prossimo passo cruciale sarà avvicinarsi a situazioni in cui la procedura potrebbe essere applicata a sfide ingegneristiche reali, come i macchinari industriali. L'obiettivo finale è consentire a un'ampia gamma di macchinari di funzionare con meno usura e danni di routine, ottenendo una maggiore durata utile e risparmi sui costi grazie a sostituzioni di parti meno frequenti. «Un importante passo successivo è lo sviluppo di algoritmi di apprendimento e controllo più sofisticati che ridurranno il tempo necessario per apprendere le caratteristiche delle superfici analizzate e quindi ottenere un controllo più raffinato e più rapido che prevenga i danni», afferma Murashima.

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