نظام “سماع التربة” لمراقبة البنية التحتية تحت الأرض

يطور الباحثون أنظمة يمكنها أن “تسمع” تدهور الأرض تحت شبكات المباني والنقل والطاقة.

حصلت أكاديمية Loughborough University للهندسة المعمارية والبناء والهندسة المدنية بشخصها Alister Smith على منحة قدرها مئة ألف جنيه إسترليني لإجراء هذا البحث.
سوف يتم البحث عن “الانبعاثات الصوتية” (AE) – وهي العملية التي من خلالها تطلق التربة الطاقة كصوت عالي التردد غير مسموع.
سلوك التربة معقد للغاية ويمكن أن تتغير خواصها الميكانيكية، مثل القوة، مع مرور الوقت.
وهذا يعني أن المباني تحت الأرض أو فوق الأرض التي كانت مستقرة لفترة طويلة يمكن أن تبدأ في التحرك والانهيار دون سابق إنذار، بعد عقود من البناء.
على الرغم من أن خبراء البنية التحتية يستخدمون بانتظام أنظمة الاستشعار وأجهزة الاستشعار (الانبعاثات الصوتية) AE لمراقبة سلامة المواد، إلا أن هذه الأنظمة لا تُستخدم على نطاق واسع لمراقبة البنى التحتية الموجودة في التربة أو الموجودة فوقها، حيث يصعب للغاية تفسير بيانات AE الناتجة عن جزيئات التربة نظرا لأن التشوهات تكون بطرق غير متوقعة.
سوف يبحث الباحثون في طرق استخدام الذكاء الاصطناعي (AI) للتغلب على تحديات تفسير بيانات AE.
Alister Smith يستكشف إذا ما كان بإمكان المستشعرات الجديدة التي تتمتع بقدرات الذكاء الاصطناعي أن تستخلص البيانات المتعلقة بقوة الهياكل المتدهورة من بيانات AE المتولدة من الفحص.
والهدف من ذلك هو تطوير نظام مراقبة AE مستمر في الوقت الآني يمكن توزيعه في مواقع منفصلة إلى جانب أنظمة البنية التحتية.
Alister Smith يعتقد أن هذه الأنظمة المكونة من أجهزة استشعار متصلة بالبنية التحتية يمكنها “الاستماع” الى البنية التحتية باستمرار وإلى التربة المحيطة بها.
أوضح سميث: “إذا استطعنا الاستماع إلى العوامل الجيوتقنية بأجهزة استشعار ذكية – تشبه السماعة الطبية المستخدمة للاستماع إلى نبضات قلب المريض – فسنكون قادرين على توفير معلومات مفصلة حول حالة البنية التحتية وكذلك توفير الإنذار المبكر بالتدهور في الوقت الفعلي (أي في وقت التدهور الفعلي نفسه وليس بعد التدهور).
تتمثل رؤيتنا في إنشاء عائلة من أجهزة استشعار AE موزعة على مستوى العالم، لحماية الناس والبنية التحتية في جميع أنحاء العالم من خلال توفير إنذار مبكر من شأنه أن يتيح التدخل لحماية الناس (التدخل وإغلاق الجسر مثلاً).
“قد تكون هذه التدخلات مثل عملية الإخلاء في حالات الطوارئ أو منع حركة المركبات من المرور على جزء من الجسر (إجراءات قد تحمي الناس)، أو قد تكون في شكل صيانة للبنية التحتية، مما يحول دون حدوث إخفاقات كارثية ويطيل عمر الهيكل.

المصدر: هنا

ترجمة: Abdulrahman M. Abdulsattar
تدقيق: Mosaab Al Hassino
تصميم: Ali Husham
نشر: Abilta E Zeus