Sztuczna inteligencja kontroluje zmieniające się powierzchnie, aby zmniejszyć tarcie w maszynach

03 marca 2023 (Wiadomości Nanowerk) Układy mechaniczne, w których ruchome części stykają się regularnie, są podatne na uszkodzenia spowodowane tarciem. Naukowcy z Uniwersytetu Tohoku opracowali system kontroli kontaktu, sterowany przez sztuczną inteligencję, aby znacznie ograniczyć kontakt z uszkodzonymi obszarami. Chociaż obecnie jest testowany tylko w eksperymentach laboratoryjnych, uważają, że może ostatecznie pomóc płynniej działać wielu typom maszyn. „Może to zmienić strategię projektowania systemów mechanicznych z tradycyjnego podejścia polegającego na opracowywaniu nowych i lepszych materiałów na rzecz opracowywania powierzchni, które mogą aktywnie dostosowywać się w celu zmniejszenia uszkodzeń”, mówi profesor Motoyuki Murashima. Praca (Międzynarodowa Tribologia, „Nowa technologia stabilizacji tarcia w warunkach uszkodzenia powierzchni z wykorzystaniem uczenia maszynowego”) była wynikiem współpracy Murashimy z Wydziału Inżynierii Systemów Mechanicznych Uniwersytetu Tohoku oraz współpracowników z Uniwersytetu Nagoya i Koreańskiego Instytutu Technologii Fotoniki w Korei Południowej. Jak uniknąć kontaktu z uszkodzoną pozycją za pomocą morfingu powierzchni. (Zdj.: Motoyuki Murashima) Badania koncentrują się na potencjale innowacyjnych materiałów posiadających „powierzchnie zmieniające się”, które można zmieniać w zależności od środowiska, w którym działają. Materiały te są opracowywane przez kilka grup badawczych, aby naśladować powszechną elastyczność występującą w żywe systemy, takie jak powierzchnie liści, które zmieniają się w odpowiedzi na zmiany wilgotności. Jednym z przykładów w inżynierii, opracowanym wcześniej przez Murashimę i współpracowników, jest powierzchnia złożona z membrany wspartej na twardym podłożu, przy czym zmiany ciśnienia naprężenia zmieniają morfologię powierzchni. Zespół opracował procedurę sztucznej inteligencji, w której czujniki analizują tarcie między dwiema powierzchniami. Po wykryciu miejsca uszkodzenia procedura może następnie wykorzystać zdolność powierzchni do „morfowania” w celu zminimalizowania kontaktu tarciowego z uszkodzonymi obszarami.
Jak uniknąć kontaktu z uszkodzoną pozycją za pomocą morfingu powierzchni. ©Motoyuki Murashima „To pierwsze na świecie badanie, które zostało użyte sztuczna inteligencja kontrolować kształt zmieniających się powierzchni i skutecznie wykrywać położenie uszkodzeń na oddziałujących ze sobą powierzchniach”, mówi Murashima. Ponieważ analiza i regulacja przebiegały w symulowanych przypadkach testowych, naukowcom udało się osiągnąć stałą redukcję zmiennego tarcia spowodowanego kontaktem między dotkniętymi częściami badanego materiału.

[Osadzone treści]

System weryfikacji koncepcji wykorzystywał dyski wirujące w cylindrze. Kluczowym następnym krokiem będzie zbliżenie się do sytuacji, w których procedurę można zastosować do rzeczywistych wyzwań inżynierskich, takich jak maszyny przemysłowe. Ostatecznym celem jest umożliwienie pracy szerokiej gamy maszyn przy mniejszym rutynowym zużyciu i uszkodzeniu, osiągnięciu dłuższej żywotności i oszczędności dzięki rzadszej wymianie części. „Następnym ważnym krokiem jest opracowanie bardziej wyrafinowanych algorytmów uczenia się i sterowania, które skrócą czas potrzebny do nauczenia się właściwości analizowanych powierzchni, a tym samym umożliwią bardziej wyrafinowaną i szybszą kontrolę, która zapobiegnie uszkodzeniom”, mówi Murashima.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• Platoblockchain. Web3 Inteligencja Metaverse. Wzmocniona wiedza. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://www.nanowerk.com/news2/robotics/newsid=62495.php