研究人員正在研究新材料，以為響應(yīng)其環(huán)境的居住結(jié)構(gòu)奠定基礎(chǔ)。他們的目標(biāo)是創(chuàng)建可自我監(jiān)控的基礎(chǔ)設(shè)施，以監(jiān)控其狀況，甚至進(jìn)行自我修復(fù)。

當(dāng)Eleni Chatzi不忙于閱讀有關(guān)振動(dòng)橋，智能基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)工程的技術(shù)論文時(shí)，她喜歡沉浸于科幻小說中。蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院結(jié)構(gòu)力學(xué)教授查茲說：“我喜歡思考非常規(guī)的想法，并想象一個(gè)尚未到來的世界。” 的確，當(dāng)她談到自己的研究有一天會(huì)導(dǎo)致的應(yīng)用時(shí)，這確實(shí)是一門科幻小說。一種這樣的未來主義愿景是從少數(shù)種子中生長(zhǎng)出來的橋梁，這些橋梁完全由有機(jī)材料組成。

這位38歲的土木工程師自2010年以來就獲得了AlbertLück-Stiftung的資助，專門從事結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)。Chatzi診斷大壩，橋梁，風(fēng)力渦輪機(jī)的健康，使用傳感器的飛機(jī)和車輛，轉(zhuǎn)換和處理信號(hào)的算法以及機(jī)器學(xué)習(xí)。當(dāng)前，工程師必須在外部安裝測(cè)量張力，變形，加速度，風(fēng)和應(yīng)變所需的傳感器，或者將這些設(shè)備整合到初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。Chatzi解釋說：“但是，這通常是額外的費(fèi)用和破壞性因素，尤其是在建筑工地上。” 機(jī)組人員必須安裝無數(shù)電纜，才能將測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒胗?jì)算機(jī)進(jìn)行分析。查齊說：“這就是為什么我們希望開發(fā)具有內(nèi)在智能的基礎(chǔ)設(shè)施和機(jī)器，即使沒有外部安裝的傳感器也可以了解其狀況。”

意識(shí)混凝土

前所未有的材料類別為這種自我感知的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)提供了基礎(chǔ)-過去幾年來，全球研究人員一直在忙于探索其奧秘。一個(gè)例子是固有的自感應(yīng)混凝土。這種材料與碳纖維，碳納米管和鎳粉混合，可以自動(dòng)監(jiān)控其狀況，以提供有關(guān)裂紋，濕氣或異常重負(fù)載的信息。通過施加電壓并不斷測(cè)量電阻，可以從結(jié)構(gòu)中讀取該數(shù)據(jù)。