نهجٌ مبتكر للبناء المستدام قائم على المحاكاة الرياضية وخوارزمية تعلّم آلي: هياكل خرسانية ذكية مزوّدة برقعة كهرضغطية

تقدم هذه الورقة محاكاة رياضية جديدة تستخدم التحقق من صحة البيانات عبر التعلم الآلي من أجل البناء المستدام لهياكل خرسانية ذكية مزودة برقع كهرضغطية. يستفيد الإطار المقترح من خصائص الاستشعار الذاتي للمواد الكهرضغطية لتلبية المتطلبات الملحّة للبنية التحتية المستدامة والذكية والمرنة. ويتم محاكاة السلوك الكهروميكانيكي الديناميكي للعناصر الخرسانية تحت ظروف تشغيل مختلفة وتأثيرات بيئية متنوعة استنادًا إلى نموذج رياضي تفصيلي. ثم يتم التحقق من صحة هذه المحاكاة باستخدام خوارزميات تعلم آلي جرى تدريبها على بيانات تجريبية واصطناعية بهدف تحسين الدقة والمتانة للتطبيقات الواقعية المستقبلية. وتُظهر محاكاة النماذج الرياضية إلى جانب نماذج التعلم الخاضع للإشراف كيف يمكن للنظام دعم اكتشاف الشذوذ والمساعدة في اتخاذ القرارات بشكل استباقي. كما يسهم البحث في مجال البنية التحتية الذكية من خلال تقديم إطار مستدام ومتوافق عالميًا، وقابل للتوسع، وتكيفي. وعند تطبيقهما معًا، فإن قوة المحاكاة والتحقق القائم على البيانات تدعم إحداث ثورة في مسار تصميم وصيانة الهندسة المدنية نحو عالم مبني أكثر كفاءة وطول عمر وذكاء.