(ISNS) - ห้าปีหลังจากการล่มสลายของสะพานระหว่างรัฐ 35W ที่หายนะในมินนิอาโปลิสวิศวกรกำลังพัฒนาสะพานอัจฉริยะที่สามารถเตือนเจ้าหน้าที่ของโครงสร้างที่ล้มเหลวในความพยายามที่จะป้องกันเหตุการณ์ที่คล้ายกัน
สะพาน I-35W ทรุดตัวลงในช่วงกลางชั่วโมงเร่งด่วนในวันที่ 1 สิงหาคม 2550 เมื่อทางหลวงสายแปดเลนซึ่งทอดยาวไปถึงแม่น้ำมิสซิสซิปปีในมินนิอาโปลิสทรุดตัวลงจากศูนย์
สะพานซึ่งเชื่อมต่อตัวเมืองมินนิอาโปลิสกับพื้นที่ใกล้กับมหาวิทยาลัยมินนิโซตามีรถยนต์ 140,000 คันต่อวัน หากวิศวกรได้รับการเตือนว่าโครงสร้างนั้นล้มเหลวในช่วงต้นพวกเขาอาจปิดการจราจรและช่วยชีวิตผู้ป่วย
วิศวกรที่ University of Maryland กำลังทำงานบนสะพานอัจฉริยะที่สามารถให้คำเตือนเช่นนี้โดยใช้เซ็นเซอร์ไร้สายขนาดเล็กที่ป้อนข้อมูลลงในคอมพิวเตอร์ที่ตั้งโปรแกรมให้ระเบิดอีเมลหรือข้อความไปยังวิศวกรทางหลวงเมื่อมีอะไรผิดปกติ
สะพานใหม่จำนวนมากมีเซ็นเซอร์เข้าสู่เครือข่ายในขณะนี้รวมถึงการแทนที่มินนิโซตา I-35W แต่นักวิจัยของรัฐแมรี่แลนด์คิดว่ามันมักจะถูกกว่าที่จะไปไร้สาย เซ็นเซอร์สามารถสร้างขึ้นในโครงสร้างเมื่อสะพานถูกสร้างขึ้นหรือติดตั้งเพิ่มเติมในภายหลัง
สะพานมากกว่า 70,000 แห่งมีการระบุว่าเป็นโครงสร้างที่ขาดโครงสร้างในสหรัฐอเมริกาเนื่องจากมีสะพานประมาณ 600,000 แห่งในสหรัฐอเมริกานั่นคือประมาณหนึ่งในสะพานทุกแปดสะพานในประเทศศึกษาโดยสมาคมวิศวกรโยธาแห่งสหรัฐอเมริกา
“ มีสะพานจำนวนมากที่มีอายุ 30-40 ปีและการเปลี่ยนโครงสร้างเหล่านี้ด้วยใหม่ไม่ใช่ทางเลือก” Mehdi Kalantari วิศวกรวิจัยของ Maryland กล่าว สะพานปัจจุบันถูกใช้โดยผู้โดยสารทุกวันและค่าใช้จ่ายในการแทนที่พวกเขาจะต้องห้ามเขากล่าว
Kalantari ได้พัฒนาระบบที่ติดตั้งสะพานที่มีอยู่ด้วยจอมอนิเตอร์ขนาดเล็กที่วัดทุกอย่างตั้งแต่อุณหภูมิและความชื้นไปจนถึงความดันเอียงการเปลี่ยนรูปและกิจกรรมรอยแตก เซ็นเซอร์ตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างของสะพานและส่งข้อมูลไปยังคอมพิวเตอร์เพื่อการวิเคราะห์
เซ็นเซอร์เป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าหนึ่งนิ้วสองนิ้วและหนาครึ่งนิ้ว
“ ส่วนใหญ่เวลาปัญหาจะไม่เกิดขึ้นในพริบตา” Kalantari กล่าว "พวกเขาเริ่มต้นด้วยสิ่งที่เล็กและปัญหาค่อยๆแย่ลง"
เห็นได้ชัดว่าเกิดอะไรขึ้นกับสะพานแม่น้ำมิสซิสซิปปีซึ่งสร้างขึ้นในปี 2507 เพื่อมาตรฐานความปลอดภัยร่วมสมัยและดำเนินการจราจรเป็นเวลา 40 ปีก่อนที่จะล่มสลาย
ตัวอย่างเช่นสะพานถูกสร้างขึ้นด้วยตลับลูกปืนที่ตอบสนองต่อการขยายตัวและการหดตัวที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิทุกวัน หากตลับลูกปืนไม่ตอบสนองอย่างถูกต้องแรงที่มากเกินไปอาจสร้างความเสียหายให้กับท่าเรือของสะพานซึ่งสามารถแช่แข็งเข้าที่สร้างความเครียด
เซ็นเซอร์ของเขาจะสังเกตเห็นว่าและคอมพิวเตอร์จะเตือนวิศวกร
Kalanari กำลังทดสอบระบบของเขาในสะพานตามแนว Capitol Beltway ที่แวดวงวอชิงตันดีซีเขาได้จัดตั้ง บริษัท Rensensys เพื่อขายระบบของเขา
ศาสตราจารย์ด้านการวิจัยด้านวิศวกรรม Chung Fu ซึ่งทำงานร่วมกับรัฐบาลกลางและมหาวิทยาลัยแห่งรัฐนอร์ ธ แคโรไลน่ากำลังพัฒนาสะพานอัจฉริยะซึ่งเซ็นเซอร์สามารถสร้างขึ้นในสะพานในระหว่างการก่อสร้าง
“ เซ็นเซอร์จะถูกฝังอยู่ติดกับเหล็ก” ฟูกล่าว
เหนือสิ่งอื่นใดเซ็นเซอร์ของ Fu จะฟังเสียงที่สะพานทำรวมถึงสแน็ปเมื่อสายเคเบิลแตก นอกจากนี้ยังมีลายเซ็นคลื่นอัลตราโซนิกที่สามารถให้เบาะแสว่าโครงสร้างของสะพานเปลี่ยนไป
นักวิจัยทั้งสองกล่าวว่าสิ่งที่ต้องตรวจสอบแตกต่างกันไปจากสะพานสู่สะพาน ในกรณีของสะพานยืนอยู่แล้วประวัติของสะพานสามารถกำหนดเซ็นเซอร์ที่จะใช้
Fu กล่าวว่าส่วนหนึ่งของความท้าทายกำลังเขียนซอฟต์แวร์ที่วิเคราะห์ข้อมูลที่รวบรวมโดยเซ็นเซอร์ ปริมาณอาจมีขนาดใหญ่และซอฟต์แวร์จะต้องพิจารณาว่ามีอะไรเกิดขึ้นเมื่อต้องส่งต่อไปยังวิศวกรทางหลวง
นักวิจัยทั้งสองยอมรับว่าเซ็นเซอร์จะไม่แทนที่วิศวกรมนุษย์ที่ตรวจสอบสะพานเป็นระยะ แต่ทำหน้าที่เป็นยามระหว่างการตรวจสอบ
“ ความคิดที่จะมีเซ็นเซอร์อยู่ที่นั่นดังนั้นคุณไม่จำเป็นต้องเดินทางออกไปที่สะพานทุกสัปดาห์เพื่อดูว่ามีการเสื่อมสภาพใด ๆ เป็นความคิดที่ดีจริง ๆ หรือไม่ผู้สนับสนุนด้านความปลอดภัยทางหลวงและอัตโนมัติในวอชิงตัน
นั่นเป็นเรื่องจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่ง Jasny กล่าวในยุคของการลดงบประมาณซึ่งเงินจำนวนมากไม่มีอยู่เพื่อตรวจสอบสะพานอย่างถูกต้อง
นักวิจัยทั้งสองเชื่อว่ามีสะพาน I-35W ถูกตรวจสอบทางอิเล็กทรอนิกส์วิศวกรเตือนว่าสะพานล้มเหลวอาจปิดมันและสั่งการซ่อมแซม
Joel Shurkin เป็นนักเขียนอิสระที่ตั้งอยู่ในบัลติมอร์ เขาเป็นนักเขียนหนังสือเก้าเล่มเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์และประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์และได้สอนวารสารศาสตร์วิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด UC ซานตาครูซและมหาวิทยาลัยอลาสก้าแฟร์แบงค์
Inside Science News Serviceได้รับการสนับสนุนจากสถาบันฟิสิกส์อเมริกัน
