Los gemelos digitales en las cabinas ayudarán a los aviones a cuidarse solos

DGEMELOS IGITALES son representaciones virtuales de un componente, un dispositivo o incluso una línea de producción completa en una fábrica. Alimentada con datos de sensores instalados en su equivalente físico, la versión digital se puede utilizar para planificar el mantenimiento, detectar problemas emergentes y simular el efecto de actualizaciones y cambios de diseño. Los motores de aviones en particular son seguidos por sus fabricantes de esta manera. General Electric, Rolls-Royce y Pratt & Whitney, las tres principales firmas involucradas, mantienen simulaciones de motores individuales en centros de ingeniería en tierra. Estos absorben datos en tiempo real de sus contrapartes en el aire.

Sin embargo, en la Universidad de Cranfield, en Gran Bretaña, un grupo de ingenieros espera ir más allá. Proponen ampliar la idea del hermanamiento digital para producir lo que llaman grandilocuentemente un “avión consciente”. Esto implicaría crear un gemelo digital de un avión completo fusionando sus diversos sistemas de monitoreo e interpretando el resultado usando inteligencia artificial (AI).

En la actualidad, los sistemas de seguimiento de los aviones suelen funcionar de forma independiente unos de otros. Esto significa, por ejemplo, que si un sensor que vigila una válvula en el sistema de combustible indica un problema, los ingenieros pueden reemplazar esa válvula, solo para descubrir que el problema persiste porque la falla real está en el sistema eléctrico. Ian Jennions, el director técnico del Centro Integrado de Gestión de Salud del Vehículo de Cranfield, propone en cambio un “sistema de razonamiento” que toma una visión general de los sistemas de monitoreo individuales.

Debido a que no es práctico colocar un sensor en cada parte potencialmente frágil de un avión, para que no resulte demasiado pesado para despegar, esto utilizará AI capacitados para encontrar fallas que pueden detectarse a partir de mediciones más amplias, como patrones de vibración y cambios de temperatura. Además, es probable que un gemelo digital de todo el avión resida en el propio avión, en lugar de depender de grandes cantidades de datos sin procesar que se transmiten a una base de mantenimiento para su procesamiento. Eso proporcionará un análisis más rápido y evitará cuellos de botella en la transmisión.

Todo esto permitirá que un avión reconfigure cosas como las conexiones de la batería y el uso de combustible sobre la marcha, por así decirlo. El sistema de razonamiento también vigilaría cosas como el clima en el que operaba la aeronave, porque esto también puede afectar el desgaste de las piezas. Volar a través de nubes de polvo, por ejemplo, puede acelerar la abrasión de las piezas del motor.

La aeronave se comunicaría con sus pilotos (suponiendo que los hubiera, ya que algunas aeronaves futuras, especialmente los cargueros, bien podrían ser drones) y también con los ingenieros de tierra. Tal avión sería, en cierto sentido, “consciente” de cómo sus diversos componentes se desempeñaban e interactuaban entre sí. Es este nivel de autoconciencia el que los investigadores usan como excusa para describir el sistema como consciente, un término que dicen refleja una dirección de viaje en lugar de una meta.

Sin embargo, esa conciencia de sí mismo permitiría que el avión se reservara para el mantenimiento cuando sea necesario, en lugar de en un horario fijo, y pedir las piezas de repuesto necesarias por adelantado. El mantenimiento predictivo que proporcionaría dicho sistema debería ayudar a evitar escalas y reparaciones no programadas. Cada día que un avión de pasajeros permanece en tierra cuesta varios cientos de miles de dólares en ingresos perdidos. El Dr. Jennions considera que un avión consciente podría reducir los gastos de mantenimiento en alrededor de un 30 %.

Dicho mantenimiento también podría automatizarse, al menos en parte. Cranfield, que comenzó como una escuela de aeronáutica en 1946, tiene su propio aeropuerto, un hangar y un Boeing 737 para experimentar. Los investigadores están explorando el uso de drones equipados con sensores ópticos y térmicos para volar alrededor de un avión en un hangar, en busca de anomalías externas. Mientras tanto, pequeños robots de servicio con forma de serpiente podrían arrastrarse a áreas cerradas, como tanques de combustible, para realizar reparaciones.

El equipo de Cranfield espera tener un gemelo digital de toda la aeronave en funcionamiento para 2024 y un prototipo con cierto grado de autoconciencia volando en una aeronave para 2035. Queda por ver si dicho sistema incluirá una sensación de vergüenza por el pésimo servicio de cabina. .

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