Uso de materiales inteligentes para resolver nuevos desafíos en la industria automotriz

El laboratorio de ciencia avanzada de Ford en Dearborn iniciado en 1951, no se consideraba un laboratorio corporativo de gran tamaño como se ve en Bell Labs, General Electric y el Watson Research Center de IBM. A mediados del siglo XX, estas instituciones con visión de futuro buscaron trabajar en temas que no estaban directamente relacionados con el flujo de ganancias de la empresa, pero fomentando el conocimiento para el bien de todos. Ford reclutó a los mejores talentos científicos y financió tanto la investigación en criogenia como la magnética nuclear. investigación de resonancia durante la década de 1960.

En este momento, los investigadores de Ford tenían más libertad para seguir la inspiración (incluso si provenía de una pequeña muestra de silicio dopado con fósforo sobreenfriado). La idea de que el dispositivo superconductor de interferencia cuántica, o SQUID, se desarrolló en la investigación de Ford puede parecer descabellada y no del todo en la esfera automotriz. Sin embargo, fueron John Lambe, James Zimmerman, Arnold Silver, Robert Jaklevic y James Mercereau quienes desarrollaron el SQUID en Ford Scientific Research Laboratories casi por accidente. Lambe hizo la primera observación fortuita de un espectro de resonancia magnética de una muestra de silicio superenfriada de 4K. Desconcertado, Lambe consultó a sus colegas de Ford y Mercereau, quienes acababan de regresar de una conferencia de física de baja temperatura y donde conoció a Brian Josephson, propusieron la idea de que la muestra de silicio era una unión de Josephson. La investigación y el desarrollo resultantes del SQUID se publicaron en Physical Review Letters en 1964. Aunque la investigación del calamar produjo 25 artículos revisados ​​por pares y 9 patentes estadounidenses, Ford Motor Company no buscó directamente desarrollar más el SQUID. Sin embargo, después de mudarse a Aeroneutronic, una empresa propiedad de Ford; Zimmerman trabajó para hacer avanzar el SQUID y comenzó su propia empresa descubriendo muchas aplicaciones en diversos campos.

MATERIALES INTELIGENTES EN VEHÍCULOS

Una clave para el avance de los materiales inteligentes en la industria automotriz es aprovechar las aplicaciones en las que habrá una ventaja sobre los métodos tradicionales. Más específicamente, esto podría incluir el aligeramiento, la mejora de la experiencia de conducción (o la conducción) o la introducción de métodos de fabricación innovadores. Por lo general, el alto costo de los materiales inteligentes es la razón principal por la que no se utilizan más ampliamente en la industria automotriz.

Aleaciones de memoria de forma

Durante más de 30 años, Ford Motor Company ha identificado usos rentables de aleaciones con memoria de forma para aplicaciones automotrices, incluidos acoplamientos de líneas hidráulicas, abridores de ventanas para invernaderos, conectores de tipo plomería e interruptores activados térmicamente. Las ventajas de simplificar mecanismos complejos y mejorar la durabilidad general del vehículo hacen que las aleaciones con memoria de forma, en teoría, sean deseables para uso en automóviles.

Termoeléctricos

De manera similar, la investigación de Ford sobre termoeléctricas se remonta a la década de 1970. En los años 90, el gobierno de EE. UU. Instituyó restricciones a los CFC, eliminando los CFC en 1995 y motivando a los ingenieros a encontrar métodos alternativos de aire acondicionado móvil. En el Laboratorio Nacional de Oak Ridge se probaron varios métodos de aire acondicionado móvil, incluido un sistema de enfriamiento termoeléctrico. El sistema TE probado pudo soportar enfriamiento en estado estable sin el uso de un refrigerante y no produjo CO2 durante el funcionamiento. Sin embargo, el sistema probado no fue lo suficientemente rápido como para disminuir la temperatura de los vehículos después de un remojo (se muestra un modelo de termoconfort en la cabina) bajo el sol caliente y, como resultado, la falta de enfriamiento transitorio descalificó a los TEs de convertirse en los únicos. fuente de regulación de la temperatura en la cabina de un vehículo.

Fluidos Magnetorreológicos

El control de suspensión a pedido permite que el vehículo responda de manera inteligente a las condiciones cambiantes. El sistema de amortiguación de suspensión semiactiva, a menudo conocido como MagnaRide, es probablemente la tecnología magnetorreológica (MR) más utilizada. La última generación del sistema de amortiguación de suspensión MagnaRide utiliza dos bobinas enrolladas en direcciones opuestas, que se emplean para ajustar el fluido MR, variando la viscosidad, hasta una respuesta de 13 ms. Los vehículos mejorados con el sistema de amortiguación semiactivo (incluidos Camaro, Mustang GT, Ferrari y Lamborghini) se encuentran actualmente en autos deportivos de gama alta; por lo general, estas mejoras tecnológicas incluyen un precio más alto para una ligera ventaja sobre la competencia. Los avances incrementales y una mejor comprensión de cómo utilizar y fabricar de manera óptima los fluidos MR eventualmente se filtrarán a vehículos menos costosos que mejoran el NVH (ruido, vibración y aspereza), como el sistema de amortiguación activa, hidrobushings e hidromontajes.

Elastómeros magnetorreológicos

Aunque la amortiguación de vibraciones semiactiva con fluidos MR mejora el NVH, el rendimiento se degrada debido a la sedimentación de partículas magnéticas suspendidas en el fluido con el tiempo, lo que reduce la durabilidad. Se logran mejoras similares de amortiguación semiactiva suspendiendo partículas magnetizables en un elastómero creando una versión de estado sólido más estable de los fluidos MR. Los elastómeros magnetorreológicos, hechos de caucho natural y partículas de hierro, tienen un efecto de amortiguación vibratoria dependiente del campo mejorado cuando se vulcanizan bajo un campo magnético aplicado. Los elastómeros MR tienen el potencial de usarse como reemplazos directos para el brazo de control ajustable o los bujes de suspensión en un vehículo de producción, lo que reduce la aspereza de la rotura o mejora la calidad del cambio de transmisión mediante un movimiento de avance hacia atrás suavizado. Curiosamente, los elastómeros MR son beneficiosos durante el proceso de diseño y se utilizan para implementar un diseño de máquina específico, reduciendo así el tiempo de desarrollo. Además, los casquillos de elastómero MR ajustables permiten a los diseñadores automotrices más libertad en el cumplimiento de la suspensión para condiciones de amplio rango al considerar el compromiso siempre presente entre manejo y una marcha suave.

FUTURO DE LA MOVILIDAD

Como pueden ver, toda esta innovación tecnológica aplicada al automóvil, es producto de muchos años de inventigación y experiencia de los ingenieros.

Vehículos inteligentes

La industria automotriz se está moviendo hacia vehículos cada vez más conectados, como vehículos autónomos que usan LiDAR y en los últimos años, esta conectividad se ha acelerado enormemente. Ford Motor Company se dedica al transporte de personas y mercancías; sin embargo, para hacer esto, los vehículos a corto plazo deben ser inteligentes y estar conectados. Mientras se está más conectado con el medio ambiente, con los teléfonos, con las personas y con la nube, existe una creciente necesidad de materiales inteligentes. En un futuro cercano, los vehículos utilizarán el aprendizaje profundo para acumular inteligencia y aprender a interactuar con sistemas analógicos como semáforos, señales y marcas amarillas y blancas en la carretera. Más adelante, nuestro entorno analógico se comunicará con el vehículo creando "vehículos inteligentes en un mundo inteligente" .

Te mostramos un ejemplo de lo que puede llegar a ser el automóvil y no en el futuro, en el presente, porque esta tecnología ya es posible. La industria automotriz sólo necesita la reactivación socio economica a nivel mundial que le permita producir esta tecnlogía.

LA INTELIGENCIA ARTIFICAL APLICADA A LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ

La IA, (Inteligencia artifical), remota se basa en nuestra experiencia en la creación de la plataforma de automóvil conectado remotamente, que recibe datos de cientos de miles de conductores conectados y sensores. Todos los datos recopilados en todos los vehículos (viaje, telemetría, motor RPM, aceleración y desaceleración, accidentes, etc.) deben usarse para facilitar la conducción autonoma. Es por eso que usamos inteligencia artificial y aprendizaje automático para crear recomendaciones personalizadas basadas en datos telemáticos entrantes. El procesamiento de datos de IA ayuda a atraer compañías de seguros y servicios de estacionamiento y uso compartido de automóviles para la resolución de siniestros.

La mayoría de los vehículos autónomos utilizan la visión por computadora para detectar objetos, farolas y peatones. Sin embargo, utilizan ondas de radar y LiDAR, un sistema de distanciamiento láser que utiliza los mismos términos de funcionamiento que el radar. Esto permite que la máquina aprenda el algoritmo detrás del automóvil para ver qué tan lejos están los diferentes objetos del automóvil, como otros automóviles, peatones y obstáculos como señales de desvío o congestión del tráfico.

La conducción autónoma está respaldada por servicios de análisis predictivo eficientes que garantizan la seguridad de los conductores y pueden establecer el valor más potente para las aseguradoras que desean mantener a sus clientes seguros y responsables. Esta tecnología se enfoca en las expresiones faciales del conductor al detectar los movimientos de los ojos y alertar al conductor cuando desvían sus ojos hacia la carretera. Los algoritmos detrás de estos dispositivos de asistencia también pueden rastrear los movimientos de los labios y, en algunos casos, el habla,.sin embargo, obtener el habla del conductor mientras habla con otros pasajeros puede requerir un algoritmo de lenguaje natural además de la tecnología de visión artificial.

Monitoreo de conducción y conducta del usuario

El desempeño de la IA en vehículos privados no se limita a requisitos estrictos, como la seguridad. La IA se puede utilizar para tener más control y entretenimiento dentro del automóvil. La IA ayuda a proporcionar entretenimiento personalizado durante el viaje. Según los datos recopilados a lo largo del tiempo, la IA puede especular y proporcionar preferencias basadas en el comportamiento del usuario. Esto podría incluir: Ajuste de la posición del asiento, Ajuste de pantalla, Controla la entrada de aire, etc.

¿Que beneficia a las aseguradoras el vehículo inteligente?

Tanto el análisis de previsión como la perspectiva informática son casos de uso en los seguros de automóviles, cada uno de los cuales ha sido probado por muchos proveedores de inteligencia artificial que venden a la industria de seguros y tienen un importante valor comercial. Empresas como Nexar y TrueMotion utilizan cámaras de tablero, cámaras de teléfonos inteligentes y sensores de IoT para detectar cuándo se está moviendo un automóvil.

Durante el funcionamiento, las cámaras están integradas con un software de detección de visión por computadora que puede detectar otros objetos en la carretera, roturas bruscas cuando un automóvil se detiene repentinamente y cualquier accidente. Todo esto puede afectar las deducciones o primas del seguro, por lo que los videos se pueden compartir con las compañías de seguros para que puedan ajustar el seguro del conductor.

Además de poder obtener información por cada vehículo sobre el incidente, se puede utilizar una perspectiva mecánica para determinar las lesiones del conductor o acompañantes del vehículo debido a un accidente de conducción. Algunas soluciones permiten a los usuarios cargar imágenes alrededor de su automóvil dañado, y el software puede detectar la gravedad del daño y proporcionar una medida de los costos de reparación.

En estos casos, las fotos y las calificaciones también se comparten con el perito de seguros individual para su aprobación. Antes de escribir una reclamación de un cliente, pueden revisar los resultados de una vista de computadora y ver fotos del daño real. Esto creará un proceso más rápido y completo que si se dejara a la aseguradora solo para analizar el daño al vehículo.

Su dispositivo telemático, llamado Progressive Snapshot, realizó muchas funciones similares antes de que los teléfonos inteligentes se convirtieran en algo común. Ahora sigue siendo parte de su servicio Snapshot en caso de que el cliente no tenga un teléfono inteligente o no quiera conectarse con Progressive.

UN EJEMPLO DE LA ALTA TECNOLOGIA AUTOMOTRIZ QUE YA ESTA EN EL MERCADO AUTOMOVILISTICO

No cabe duda que la alta tecnología se está implementando cada vez más en el mundo del automóvil y que los desarrollos en innovación para este sector nos lo muestra el siguiente video, en el que podemos ver uno de los proyectos mas ambiciosos en movilidad todo terreno. El TIGER es un prototipo, pensado y desarrollado para funciones especificas de vehículos todo terreno no tripulados, pero con el tiempo, de este genial proyecto saldrán los mejores vehículos todo terreno.

 

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