هوش مصنوعی در عیبیابی گیربکس
محققان مؤسسهی فناوری مادراس هند (IIT Madras) با کمک هوش مصنوعی، برای عیبیابی گیربکس مورد استفاده در خودروها، پمپها و دستگاههای صنعتی سنگین، چهارچوبی جدید ایجاد کردهاند. در کارخانهها، مهندسان معمولا از حسگرهای لرزشی و ارتعاشی برای نظارت بر گیربکسها استفاده میکنند. اما تشخیص مکان دقیق مشکل، دشوار است. در صورت تشخیص هم، به دلایل مختلف از قبیل گرما، سیمکشی، محدودیت فضا و تماس با مایعات، نصب حسگرها در محل مورد نظر سخت است.
این مشکلات سبب شد فناوری ترکیب حسگرها (Sensor Fusion) مورد توجه قرار گیرد. در این فناوری، اطلاعات جمعآوریشده از چند حسگر، حتی اگر در مکان غیرایدهآل قرار گرفتهباشند، با استفاده از تکنیک فیلتر تطبیقی (Adaptive Filter)، پالایش میشوند و سیگنالهای عیب از نویز زمینه جدا میگردند. در روش فیلتر تطبیقی، پارامترها به صورت پویا تغییر مییابند تا در نهایت بهترین خروجی به دست آید. سپس از روش یادگیری تقویتی (Reinforcement Learning) با آزمون و خطاهای پیدرپی، بهترین و دقیقترین پارامترها شناسایی میشوند.
ربات بارکش بندباز
گروهی از محققین دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی (NC State University)، موفق به ساخت رباتی نرم (Soft Robot) شدهاند که قادر است با استفاده از انرژی نور، بارهایی تا 12 برابر وزن خود را از مسیرهای معین هوایی، تا زاویه 80 درجه، حمل کند.
این ربات به دلیل نیاز به انعطافپذیری و چگالی پایین، با استفاده از الاستومرهای (Elastomer) کریستال مایع، به شکل روبانی مارپیچ تشکیل شدهاست که همچون دستبند، ابتدا و انتهای آن به یکدیگر وصل میشوند.
مکانیزم عملگر ربات از محرک نوری بهره میبرد؛ هنگامی که نور مادون قرمز، عمود بر مسیر تابیده میشود، بخشی که بیشتر در معرض نور است، منقبض میگردد؛ سپس بخش سردتر به طرف نور کشیده شده، گرم و منقبض میشود و بخش اول سرد و منبسط میگردد. این چرخه با حرکت غلتشی و پیچشی همانند بسته شدن یک پیچ، جلو میرود. این حلقۀ متحرک در جهت مسیرهای خطی، مارپیچی، حلقوی و... چه به باریکی مو و چه به ضخیمی نی، مانند نخ، سیم و کابل حرکت میکند.
سبکی، قابلیت حمل بار بر مسیرهای معلق و نسبت بالای توان به وزن آن، موجب ایفای نقش مؤثر این ربات در حمل و نقل، به خصوص در فضاهای باز و صعبالعبور، میشود. این تیم تحقیقاتی بر امکان تامین انرژی این ربات از ورودیهایی جز مادون قرمز، مانند نور خورشید یا میدان الکترومغناطیسی، کار میکند.
سوخت هیدروژنی
دانشمندان در مقایسه هیدروژن، به عنوان حامل انرژي و سوخت، با باتریهای لیتیوم-یون و سوختهاي فسیلی، متوجه برتریهای هیدروژن در چگالی انرژی، توان و میزان انتشار آلایندههای معیار(Pollutants Criteria) شدند. از جمله این برتریها میتوان به 3 برابر بودن چگالی انرژی جرمی هیدروژن نسبت به بنزین، 50 تا 100 برابر بودن آن نسبت به باتریهای لیتیومی و همچنین انتشار کم یا عدم انتشار آلایندهها توسط هیدروژن اشاره کرد. بنابراین دانشمندان انرژی بالقوه هیدروژن را در قالب موتورهای احتراق داخلی (Internal Combustion Engine) و سلولهای سوختی (Fuel Cell) استفاده کردند.
در میان سلولهای سوختی مورد استفاده برای حمل و نقل، غشای تبادل پروتونی (Proton Exchange Membrane) به دلیل زمان راهاندازی سریع، چگالی توانی زیاد و عدم تولید آلاینده مورد توجه قرار گرفتهاست. در این غشا، هیدروژن فشرده در باک خودروهای سلول سوختی (Fuel Cell Vehicle) ذخیره میشود و سپس در زمان نیاز، به آند سلول وارد میگردد و در اثر واکنش شیمیایی، الکترونها از طریق عبور از یک مدار خارجی، جریان الکتریکی لازم برای حرکت خودرو را تامین میکنند. لازم به ذکر است تنها فراوردهی این واکنش، بخار آب است.
موتورهای احتراق داخلیِ دیزلی برخلاف سلولهای سوختی و باتریها، میتوانند شرایط محیطی سخت مانند گرد و غبار زیاد، دماهای بسیار پایین یا بالا، رطوبت خیلی زیاد یا کم و موارد مشابه را، بدون اختلال در کارایی تحمل کنند و همچنین از آنجا که عملکرد موتور هیدروژنی با موتور دیزلی تقریبا یکسان است، جایگزین کردن سوخت دیزل با سوخت هیدروژن، با تغییراتی جزئی در اجزای موتور همراه است. بنابراین جایگزینی سوخت دیزل با سوختی بدون آلایندگی مانند هیدروژن تاثیر بسزایی در حفظ محیط زیست دارد.
دانشمندان در صدد هستند تا ما شاهد ارتقا دوام اجزای سلول سوختی، بهبود چگالی توان در موتورهای احتراق داخلی هیدروژنی و بهینهسازی سیستمها با کاربریهای خاص در افق این فناوری باشیم.
تولید دو ماده متفاوت از یک رزین در چاپ سه بعدی
با همکاری پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا، سانتاباربارا (Santa Barbara) و آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور (LLNL)، چاپگر رزینی پیشرفتهای ساخته شدهاست که میتواند با استفاده از یک نوع رزین، دو ماده متفاوت تولید کند که یکی از آنها قابلیت حل شدن داشتهباشد.
در فناوری چاپگرهای رزینی در چاپ سه بعدی، سازه از طریق تابش نور و ساخت لایهلایه، درون مخزنی از رزین شکل میگیرد و با استفاده از طول موجهای متفاوت نور، تولید مواد مختلف از یک رزین واحد محقق میشود.
وقتی قطعهای دارید که بخشهایی از آن معلق است یا ساختارهای پیچیده دارد، معمولا برای ساخت نیاز به مواد پشتیبان دارد تا قطعه در طول فرایند ساخت، ثابت بماند. اگر پشتیبان از جنس ماده اصلی باشد، جداسازی آن معمولا با ابزار مکانیکی رخ میدهد؛ به همین دلیل علاوه بر صرف زمان طولانی، ممکن است قطعه آسیب ببیند.
این فناوری، با ساخت یک رزین ترکیبی، بسته به طول موج تابیدهشده به آن، واکنش متفاوتی نشان میدهد. با تابش نور فرابنفش به رزین مورد نظر، یک شبکه اپوکسی (Epoxy Network) به عنوان ماده دائمی و با تابش نور مرئی به آن، شبکهای قابل تجزیه به عنوان ماده پشتیبان موقتی ایجاد میگردد و پس از قرار گرفتن جسم در محلول قلیایی، بخش پشتیبان حل میشود. این ویژگی، ساخت ساپورتهای موقتی و حذف آسان آنها را ممکن میسازد.
