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見えない機械のしゅう動面損傷部位をAIで特定する新技術を開発 - 発電タービンなどの重大インシデント回避技術で実用化に期待 -

【本学研究者情報】

大学院工学研究科 准教授 村島 基之
研究者ウェブサイト

【発表のポイント】

  • 人工知能(AI)の活用により、見えない"しゅう動面*1"における損傷部の位置を特定
  • 特定した損傷部との接触を回避するAI支援の新規しゅう動技術を開発
  • しゅう動面の損傷発生時、機械の緊急停止による重大インジデント回避が可能

【概要】
 発電タービンなど機械製品の中には多数のしゅう動部(摩擦部)があり、その面には摩耗や異物の混入による損傷が常に生じています。その損傷は機械の停止や破壊など重大インシデントを引き起こしますが、しゅう動面の直接観察や故障予測の技術は進んでいないのが現状です。

 東北大学大学院工学研究科の村島基之准教授、名古屋大学大学院工学研究科の梅原徳次教授らの研究グループは、しゅう動している変形表面*2から生じる摩擦の信号をAIにより分析することで損傷部位を特定する新しい技術を開発しました。加えて、変形表面の形状を連続的に制御することで特定した表面損傷部を回避する新しい摩擦システムも開発しました(図1)。本技術により、しゅう動面で重大な損傷が発生した場合に、摩擦の状態を安定させ、機械を安全に停止させることが可能になります。

 本研究成果は、2023年1月26日にトライボロジー*3(摩擦学)の専門誌『Tribology International』にオンライン掲載されました。

【用語解説】

*1 しゅう動面、 しゅう動面システム:
しゅう動面とは、通常の表面とは異なり二物体が接触しそれらが相対運動することにより形成される面です。しゅう動面システムとは、表面に新しい機能性を付与することでしゅう動する二面を有するシステムとして制御することを可能にした新しい機械要素です。

*2 変形表面:
表面の形状を変形させることができる新しい機能性表面。一般的にはゴムやラバーなどの柔軟性に富む材料を用いることで変形が実現されますが、近年、本研究を実施した村島らにより、金属や樹脂などの硬質材料であっても変形を実現する技術が開発されています。

*3 トライボロジー:
相対運動しながら互いに影響を及ぼしあう二つの表面の間に起こるすべての現象を対象とする学問分野。摩擦、摩耗、潤滑に関する現象や,工業的に重要な軸受設計、表面設計、および潤滑油設計などの研究が活発に行われています。

詳細(プレスリリース本文)PDF

問い合わせ先

(研究に関すること)
東北大学大学院工学研究科
准教授 村島 基之 (むらしま もとゆき)
電話 022-795-6955
E-mail: motoyuki.murashima.b3*tohoku.ac.jp(*を@に置き換えてください)


(報道に関すること)
東北大学大学院工学研究科 情報広報室
担当 沼澤 みどり
TEL 022-795-5898
E-mail: eng-pr*grp.tohoku.ac.jp(*を@に置き換えてください)

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