اینترنت اشیا، نگهبان خاموش سازه‌ها:
روشی نوین برای پایش سلامت و تشخیص زلزله
در دنیای امروز که سازه‌ها نقشی حیاتی در زندگی ما ایفا می‌کنند، حفظ و پایش سلامت آن‌ها امری ضروری است. پژوهشگر جوان، یاس حسینی طهرانی، با حمایت بنیاد ملی علم ایران، روشی نوین در به‌کارگیری فناوری اینترنت اشیا (IoT) را برای بهبود چشمگیر عملکرد سامانه‌های پایش سلامت سازه معرفی کرده است. این فناوری نویدبخش ارزیابی بلادرنگ، کاهش هزینه‌ها و تشخیص سریع‌تر مشکلات، به‌ویژه پس از وقوع زلزله است.
به گزارش "گسترش تولید و تجارت" یاس حسینی طهرانی، فارغ‌التحصیل دکتری تخصصی مهندسی برق از دانشگاه صنعتی شریف، در تشریح طرح پسا‌دکتری خود که با راهنمایی مجتبی عطاردی و با حمایت بنیاد ملی علم ایران انجام شده، به اهمیت روزافزون پایش سلامت سازه‌ها اشاره کرد. وی توضیح داد: «توجه به موضوع پایش سلامت سازه و تجهیزات، به‌عنوان یک فعالیت میان‌رشته‌ای با بهره‌گیری از جدیدترین فناوری‌های روز دنیا، نظیر حسگرهای متنوع و دانش مهندسی زلزله، الکترونیک و کامپیوتر، در کمتر از یک دهه اخیر در کشور ما مورد توجه جدی قرار گرفته است.»
حسگرها؛ چشم‌های بینای سازه، اینترنت اشیا؛ مغز متفکر
به گفته حسینی طهرانی، سازه را می‌توان به سیستمی دینامیکی تشبیه کرد که سلامت آن از طریق مدل‌های ریاضی پیچیده و پارامترهای ارتعاشی آن ارزیابی می‌شود. این ارزیابی توسط مجموعه‌ای از حسگرها انجام می‌شود که اطلاعات را جمع‌آوری کرده و سپس با الگوریتم‌های محاسباتی پردازش می‌شوند. اما چالش اصلی در اینجاست: «حسگرهای مورد استفاده معمولاً گران هستند و اطلاعات دریافتی آن‌ها مستقیماً به سامانه مرکزی ارسال می‌شود. روش‌های انتقال اطلاعات سیمی نیز هزینه نصب و نگهداری بالایی دارند و در بسیاری از مکان‌ها، به دلیل تردد یا مشکلات دیگر، امکان نصب سنسورها وجود ندارد.»اینجاست که فناوری اینترنت اشیا (IoT) وارد میدان می‌شود. با به‌کارگیری این فناوری، امکان ارسال اطلاعات میان حسگرها و همچنین به سامانه مرکزی به شیوه‌ای نوین و کارآمد فراهم خواهد شد.
هوشمندی در مصرف انرژی و انتقال داده
یکی از چالش‌های کلیدی در این حوزه، مصرف توان حسگرهاست که معمولاً با منابع انرژی محدود (مانند باتری) کار می‌کنند. در این طرح، محققان با استفاده از بسترهای ارتباطی کم‌توان اما با برد بالا، این مشکل را برطرف کرده‌اند. ویژگی برجسته این حسگرها، قابلیت پردازش اولیه داده‌ها در خود حسگر است. حسینی طهرانی در این باره می‌گوید: «با استفاده از فناوری اینترنت اشیا، می‌توان به صورت هوشمند، داده‌های پردازش شده را با حجم بسیار کمتر به یکدیگر و سامانه مرکزی ارسال کرد.» این امر نه تنها مصرف انرژی را کاهش می‌دهد، بلکه پهنای باند انتقال داده را نیز بهینه‌تر می‌کند.
اهداف کلیدی طرح: پایش مستمر و واکنش سریع
هدف اصلی این پژوهش، تولید محصول نمونه سامانه پایش سلامت سازه مبتنی بر فناوری اینترنت اشیا بوده است. این سامانه قابلیت نصب بر روی تمامی سازه‌های مهم کشور را دارد و امکان ارزیابی بلادرنگ و پیوسته سلامت سازه‌ها و تجهیزات را در طول عمر آن‌ها فراهم می‌آورد.
بنیاد ملی علم ایران (INSF) نیز بر اهمیت این طرح تاکید کرده است. از دیگر اهداف مهم این پژوهش، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- ارزیابی سریع و دقیق وضعیت سازه‌ها پس از زلزله: این سامانه می‌تواند بلافاصله پس از وقوع زلزله، اطلاعات حیاتی را برای تصمیم‌گیری فراهم کند.
- نصب موقت و دوره‌ای: امکان نصب و جمع‌آوری اطلاعات به صورت موقت بر روی تجهیزات و سازه‌های خاص نیز فراهم شده است.
این نوآوری، گامی بلند در جهت افزایش ایمنی و تاب‌آوری سازه‌های کشور در برابر حوادث طبیعی و تضمین طول عمر مفید آن‌ها محسوب می‌شود.
