ارسال دیدگاه
امروز: یکشنبه , ۱۳ مهر , ۱۴۰۴
X
دانشمندان موفق به طراحی نوعی پارچه هوشمند مجهز به حسگر شده‌اند که قادر است سلامت لایه‌های آسفالت جاده را به صورت لحظه‌ای پایش کند. این دستاورد می‌تواند فرآیند روکش‌گذاری مجدد را پایدارتر و کم‌هزینه‌تر کند.
برای توسعه این نوآوری، گروهی از پژوهشگران مؤسسه تحقیقات چوب فراونهوفر در انستیتوی ویلهلم-کلاودیتس (WKI) در آلمان با متخصصان پروژه SenAD2 همکاری کرده‌اند.
این راهکار نوین متشکل از پارچه‌ای زیستی تقویت‌شده با سیم‌های حسگر رسانا است که مستقیماً در داخل آسفالت قرار می‌گیرد. پس از نصب، این ساختار تنش و فشار موجود در لایه پایه را اندازه‌گیری می‌کند و سپس الگوریتم‌های هوش مصنوعی داده‌ها را تحلیل کرده و اطلاعات لحظه‌ای درباره وضعیت جاده ارائه می‌دهند. به گفته مسئولان مؤسسه، این تغییرات مقاومت الکتریکی پارچه را دستخوش تحول می‌کند و بدین ترتیب جریان مداومی از داده‌های مرتبط با وضعیت راه در دسترس قرار می‌گیرد. امید می‌رود که این تعامل میان حسگرها و سامانه هوش مصنوعی، امکان ارزیابی مداوم شرایط سازه‌ای جاده‌ها را فراهم آورد.
نگهداری سنتی جاده‌ها سال‌ها بر اساس نشانه‌های ظاهری سطح یا روش‌های مخرب مانند حفاری جهت بررسی آسیب‌های عمقی انجام می‌شده است. در حالی که ترک‌ها و عیوب سطحی ناشی از ترافیک و فشارهای محیطی به راحتی قابل مشاهده‌اند، شناسایی ریزترک‌ها و آسیب‌های لایه‌های زیرین همچنان به حفاری و استخراج نمونه‌های هسته‌ای نیاز دارد. این روند علاوه بر هزینه‌بر و ناکارآمد بودن، جریان ترافیک را مختل کرده و عمر مفید راه را نیز کاهش می‌دهد. اکنون برای غلبه بر این مشکل، پژوهشگران سامانه‌ای هوشمند برای اندازه‌گیری و تحلیل طراحی کرده‌اند که می‌تواند وضعیت لایه زیرین آسفالت را بدون تخریب و در گستره وسیع پایش کند.
کریستینا هاکستر، پژوهشگر مؤسسه فراونهوفر WKI، گفت:
هدف ما این است که بتوانیم در دوره زمانی طولانی‌تری برنامه‌ریزی کنیم، تغییرات وضعیت جاده را به صورت پیوسته زیر نظر بگیریم و بر همان اساس پیش‌بینی‌هایی انجام دهیم تا در فعالیت‌های مدیریت نگهداری به کار گرفته شود. این سامانه دیدی مداوم فراهم می‌آورد و توان تصمیم‌گیری مدیران را در زمینه تعیین زمان و مکان مناسب برای روکش‌گذاری بهبود می‌بخشد. هدف اصلی تیم، ردیابی و پیش‌بینی روند فرسودگی جاده‌های آسفالتی است. این فناوری موجب افزایش طول عمر جاده‌ها نمی‌شود، اما تلاش‌ها برای پایش وضعیت آن‌ها را کارآمدتر می‌سازد.
این پارچه حسگر جدید وزنی سبک دارد و از الیاف کتان ساخته شده که ماده‌ای طبیعی، تجدیدپذیر و کم‌هزینه است. درون آن سیم‌های رسانای بسیار نازکی با قطر کمتر از یک میلی‌متر بافته شده‌اند. این سیم‌ها در همان فرآیند بافندگی در الیاف طبیعی ادغام می‌شوند و همین امر مقاومت بالایی در برابر لغزش یا جابه‌جایی ایجاد می‌کند. به‌کارگیری نخ‌های ضخیم و با فاصله زیاد، ثبات بیشتری به این ماده می‌بخشد.
هاکستر توضیح داد: «پارچه باید به گونه‌ای طراحی شود که ساختار آن در دل آسفالت دچار گسستگی نگردد. همچنین حسگرها نباید چه در مرحله بافندگی و چه هنگام کارگذاری در بستر جاده آسیب ببینند.» او گفت که این پارچه برای تحمل وزن کامیون‌ها و ماشین‌آلات پخش آسفالت در جریان عملیات ساخت جاده طراحی شده است. این پارچه در دستگاه بافندگی دو شمشیری در مؤسسه فراونهوفر WKI تولید می‌شود و قابلیت ساخت در عرض ۵۰ سانتی‌متر و هر طول مورد نظر را دارد، بنابراین امکان مقیاس‌پذیری برای استفاده واقعی در پروژه‌های جاده‌ای فراهم است.
هاکستر اظهار داشت: «همان‌طور که آزمون‌های اولیه ما نشان داده‌اند، پارچه به گونه‌ای طراحی شده تا سختی‌های نصب و شرایط محیطی را تاب بیاورد.» پس از قرار گرفتن در لایه آسفالت، حسگرها داده‌های خود را به یک واحد اندازه‌گیری کنار جاده منتقل می‌کنند که اطلاعات را ذخیره کرده و برای تحلیل ارسال می‌کند. سپس نرم‌افزار مبتنی بر هوش مصنوعی داده‌ها را تفسیر می‌کند تا الگوهای آسیب را شناسایی کرده و روند فرسودگی جاده را در گذر زمان برآورد کند. سامانه همچنین دارای یک داشبورد دیجیتال است که دسترسی به این اطلاعات را نه تنها برای نهادهای مسئول جاده‌ای، بلکه برای کسب‌وکارها، جوامع و کاربران جاده‌ای که تحت تأثیر برنامه‌های نگهداری قرار می‌گیرند، فراهم می‌آورد.
پس از موفقیت آزمون‌های امکان‌سنجی در محیط آزمایشگاهی، این سامانه اکنون روی یک قطعه جاده صاف در منطقه صنعتی در حال آزمایش میدانی است. پارچه حسگر در سراسر عرض بستر جاده گسترده شده و گره‌های اندازه‌گیری تغییرات مقاومت الکتریکی را در هنگام عبور وسایل نقلیه ثبت می‌کنند.
دانلود آهنگ
طراحی و اجرا :
وین تم
هر گونه کپی برداری از طرح قالب یا مطالب پیگرد قانونی خواهد داشت ، کلیه حقوق این وب سایت متعلق به وب سایت تک فان است
دیدگاهتان را بنویسید