این ماه مصادف است با هفتمین سالگرد فروریختن پل عابر پیاده دانشگاه بینالمللی فلوریدا در سال ۲۰۱۸، زمانی که یک نقص طراحی مرگبار منجر به مرگ شش نفر شد.
اگرچه فروریختن پلها در ایالات متحده به طور متوسط هر یک یا دو سال یک بار رخ میدهد، اما هر بار جانهایی از دست میرود و مردم میپرسند: «چطور چنین چیزی ممکن است؟» اما به لطف تحقیقات جدید دوقلوی دیجیتال مبتنی بر هوش مصنوعی در دانشگاه فلوریدا، این سؤالات میتواند بسیار کمتر پرسیده شود.
آرون کوستین، دکترا، استادیار دانشکده مدیریت ساخت و ساز M.E. رینکر، پدر، دانشگاه فلوریدا، میگوید: «ما همیشه این سؤال را میپرسیم که چگونه میتوانیم از فناوری موجود برای دستیابی به کیفیت زندگی بهتر استفاده کنیم؟» «هدف از کاری که ما در تحقیق زیرساخت انجام میدهیم، نجات جان انسانها است.»
ساخت یک زیرساخت دیجیتال
کوستین در کنار علیرضا ادیبفر (دکترا) برای توسعه یک چارچوب دوقلوی دیجیتال پیشگامانه، با استفاده از هوش مصنوعی (Artificial Intelligence) که امکان پایش بلادرنگ و تصمیمگیری کارآمد مربوط به نگهداری، بهرهبرداری و مدیریت پلها را فراهم میکند، همکاری کرده است.
طبق گزارش انجمن مهندسان عمران آمریکا، حدود ۴۶,۱۰۰ پل از ۶۱۷,۰۰۰ پل در ایالات متحده، یا ۷.۵٪، از نظر ساختاری دارای نقص و در وضعیت نامناسبی در نظر گرفته میشوند. و بازرسیهای سنتی پل به ارزیابیهای دستی متکی است که میتواند خطرناک، زمانبر و در معرض خطای انسانی باشد.
اینجاست که چارچوب دوقلوی دیجیتال وارد عمل میشود. این چارچوب به عنوان یک نمایش مجازی از یک پل واقعی عمل میکند که به طور مداوم با دادههای بلادرنگ و تاریخی (Historical data) بهروز میشود تا تصویری دقیق از شرایط گذشته و حال آن ارائه دهد. مهمتر از آن، این فناوری میتواند آیندههای بالقوه را شبیهسازی کند و مشکلات ساختاری را قبل از بروز پیشبینی کند.
کوستین این را با شخصیت J.A.R.V.I.S. در فیلم «مرد آهنی» مقایسه میکند - دستیار هوش مصنوعی که لباس تونی استارک را پایش میکند و در صورت آسیب دیدن، تشخیصهای بلادرنگ ارائه میدهد.
کوستین گفت: «وقتی تونی استارک لباس مرد آهنی را در یک صفحه نمایش مجازی بالا میآورد، میتواند وضعیت فیزیکی آن را بررسی کند، آن را بچرخاند و در حین صحبت با J.A.R.V.I.S. با آن تعامل داشته باشد.»
«به طور مشابه، وقتی تونی در حال پرواز است و مورد اصابت قرار میگیرد، J.A.R.V.I.S. به او اطلاع میدهد که لباسش ۸۰٪ عملکرد در بازویش باقی مانده است. اساساً، این همان چیزی است که یک چارچوب دوقلوی دیجیتال است. این فناوری امکان تعامل بلادرنگ بین جهانهای فیزیکی و مجازی را فراهم میکند.»
جلوگیری از فروریختن پلها
از یک مهندس گرفته تا یک معمار تا یک عابر پیاده، همه پل را متفاوت میبینند. همه این دیدگاهها باید به نحوی در یک مدل دوقلوی دیجیتال ثبت شوند تا واقعیت را نشان دهند.
این واقعیت پیشگامانه از دانشکده رینکر ایستگاههای توزین، حسگرهای پل و فناوریهای مجهز به هوش مصنوعی را برای بهبود جمعآوری دادهها (Data collection) و ارائه تصویری واضحتر از سلامت ساختاری پل ترکیب میکند. علاوه بر این، این فناوری امکان پایش از راه دور شرایط پل (Bridge) را فراهم میکند و نیاز به بازرسیهای فیزیکی را کاهش میدهد و خطرات مربوط به کار در محل را کاهش میدهد.
با این حال، این فناوری فقط برای پلهای آینده نیست. حتی پلهای موجود نیز میتوانند با سیستمهای پایش تجهیز شوند تا شاخصهای مهم ساختاری را شناسایی و نمایش دهند.
کوستین گفت: «ما به سمت یک زیرساخت دیجیتال پیش میرویم که در آن همه چیز میتواند یک دوقلوی دیجیتال باشد.» «خواه کل محوطه دانشگاه فلوریدا باشد یا جادههای اطراف گینزویل، همه آنها میتوانند قطعاتی از داده داشته باشند که با هم کار میکنند تا بتوانید آنها را برای ایمنی پایش کنید.»