あなたは メールも運転もしない非常に責任感の強い人で、橋を渡るとスマートフォンがダッシュボードにくっついてしまい、WIRED ポッドキャストのストリーミング中に道案内をしている可能性があります。 しかし、バックグラウンドで、デバイスは大量の加速度計データも収集しています。 いつの日か、これはあなたが横断している橋の問題を診断するのに役立つかもしれません.
すべてのブリッジには独自の「モーダル周波数」、つまり振動が伝達される方法があり、その後、車や電話に伝わります。 （風や地震の際に揺れる高層ビルにもモーダル振動数があります。）「剛性、質量、長さなど、これらすべての情報がモーダル振動数に影響を与えます」と、構造および土木技師の Thomas Matarazzo は言います。 MITと米国陸軍士官学校で。 「橋の物理的特性に大きな変化が見られる場合、モーダル周波数が変化します。」 橋の温度を測定するようなものだと考えてください。変化は、何らかの基礎疾患の症状である可能性があります。
米国では、橋のインフラの多くは第二次世界大戦後の自動車文化をサポートするために建設されたもので、老朽化が進んでいます。 皮肉の中の皮肉: 今年初め、ピッツバーグの橋 数時間前に崩壊 ジョー・バイデン大統領は、インフラについて話すために市を訪問する予定でした。 2007年 ミネアポリスで崩壊 13人が死亡し、145人が負傷し、1993年 鉄道橋の故障 アラバマ州モービルの近くで、47 人が死亡し、100 人以上が負傷した。
亀裂、腐食、およびその他の欠陥を監視するために、一部の橋には、モーダル周波数の変化を検出する高価なセンサーが搭載されています。 しかし、世界中のスパンの大部分には、いくつかのスパンがあります。 600,000 の高速道路橋 米国だけでも、これらのセンサーが不足しています。 （設定して忘れるわけではありません。特に長い橋をカバーするには何百ものセンサーが必要であり、数か月ごとにバッテリーを交換してデータをダウンロードする必要があります。）代わりに、橋のオペレーターは時間のかかる労働集約的な目視検査。
エンジニアは、モーダル周波数を監視するより良い方法を、理想的には安価にリアルタイムで必要としています。 で 新しい紙 日誌で 自然通信工学、マタラッツォと彼の同僚は、通過する車で通常のスマートフォンを使用して、ゴールデンゲートブリッジのモーダル周波数を正確に推定した方法について説明しています。 これにより、何千もの電話が橋を行き来する未来への道が開かれる可能性があります (申し訳ありません)。橋の状態をまとめて測定し、問題が人間の目に見える前に検査官に警告することができます。
研究者たちは、制御された実験から始めました。この実験では、ダッシュボードにスマートフォンを載せてゴールデン ゲート ブリッジを車で横断し、データを収集しました。 彼らはすべての変数を知っていました。自分が乗っている車の種類、速度、その時点での位置、車内の正確な場所などです。 運転中、携帯電話は加速度計からデータを収集し、動きを測定しました。この場合は車の振動です。 これにより、研究者は橋のモーダル周波数を正確に測定することができ、スパンに沿ってすでに展開されていた従来のセンサーからのデータと一致しました。