حتماً تا حالا شنیدی که یکی از مشکلات اصلی ماشین‌های برقی اینه که باتری‌هاشون زود داغون میشن و عمرشون اون‌قدرها هم بلند نیست. هر چی بیشتر از اون باتری‌ها کار بکشی، عمرشون کمتر میشه و خب این موضوع باعث شده خیلی‌ها هم واسه رفتن به سمت ماشین برقی دو دل باشن یا سرعت این تغییر به ماشین‌های برقی کندتر بشه.
اما خبر خوش اینه که محققای دانشگاه اوپسالا تو سوئد یه مدل هوش مصنوعی ساختن که حسابی می‌تونه به این مشکل کمک کنه. هوش مصنوعی (AI) یعنی یه مدل کامپیوتری خیلی باهوش که خودش یاد می‌گیره و می‌تونه خیلی کارای سخت رو انجام بده، بیشتر از آدم‌های معمولی به جزئیات توجه کنه.
این مدل به گفته پروفسور دانیل برندل که رئیس مرکز باتری پیشرفته آنگستروم هست، اومده دقیق‌تر از همیشه نشون داده چه اتفاقی تو شکم (!) باتری‌های ماشین برقی میفته. برندل گفته که اگه فقط به باتری‌ها به چشم یه جعبه سیاه نگاه نکنیم و واقعا بفهمیم داخلشون چه خبره، اون وقت می‌تونیم کاری کنیم بیشتر عمر کنن و سالم بمونن.
یه مشکل اساسی همین بوده که باتری ماشین برقی زودتر از چیزی که باید خراب میشه و خب این یعنی کلی منابع هدر میره و جلوی انقلاب سبز حمل و نقل رو می‌گیره. حالا برای حل این داستان، شرکت‌های خودروسازی دارن با کمک هوش مصنوعی و نرم‌افزارهای باهوش، روش مدیریت و کنترل باتری‌ها رو بهینه می‌کنن.
برای توسعه این مدل، محققای سوئدی با همکاریاشون در دانشگاه آلبورگ دانمارک، سال‌ها باتری تست کردن؛ از شارژای کوتاه و داده‌های زیاد استفاده کردن. بعدش همه این داده‌ها رو با یه مدل دقیق از واکنش‌های شیمیایی که تو باتری اتفاق میفته، قاطی کردن. نتیجه چی شده؟ دیگه دقیق می‌دونن هر ذره‌ای از باتری چطور انرژی تولید می‌کنه و کی پیر میشه!
یه نکته باحال اینه که مدلشون بر اساس چیزی به اسم “دایجیتال توین” یا “همزاد دیجیتالی” ساخته شده. یعنی یه مدل مجازی که دقیقاً رفتار باتری واقعی رو شبیه‌سازی می‌کنه تا بتونن هر تغییری رو بدون خراب شدن باتری واقعی تست کنن! این مدل مبتنی بر یادگیری ماشین (Machine Learning یا آموزش کامپیوتری به مدل‌ها) هست و نشون میده که پارامترهای کلیدی طراحی، مثلاً ترکیب خاص گرافیت و نیکل-منگنز-کبالت (این ترکیبات تو ساخت باتری خیلی مطرح‌ان)، چطور رو رفتار واقعی باتری تو شرایط مختلف مثل شارژ سریع و آب و هوای سرد و غیره تاثیر میذارن.
این مدل حتی می‌تونه شش تا پارامتر کلیدی رو فقط با بررسی چند لحظه شارژ شدن باتری بفهمه و توی چند ثانیه پیش‌بینی کنه که الان وضعیت سلامت باتری چطوره! قبل‌تر واسه این کار باید تست‌های خیلی زیادی انجام می‌دادن و زمان زیادی می‌برد. اما این مدل جدید هم سریع‌تره هم دقیق‌تر.
حواست باشه که طبق تحقیقشون، دقت پیش‌بینی سلامت و طول عمر باتری با این روش تا حدود ۶۵ تا ۶۹ درصد بهتر از مدل‌های قدیمی، مثل شبکه‌های عصبی معمولی (multi-layer perceptron) یا مدل‌های رگرسیون خطی بوده؛ حتی از مدل‌های random forest هم بهتر بوده و فقط یک ثانیه طول می‌کشه تا آموزش ببینه! Random forest یعنی یکی از مدل‌های قوی یادگیری ماشین برای پیش‌بینی و دسته‌بندی داده‌ها.
یه کشف دیگه‌شون این بود که سه ویژگی: ضریب نفوذ در فاز جامد (یعنی سرعت جابجایی مواد داخل باتری)، شعاع ذرات و ضخامت الکترود، نقش اساسی تو پیر شدن باتری دارن مخصوصاً هنگام شارژ سریع. اینا باعث میشه بفهمیم چطور میشه با تغییر طراحی، باتری‌های مقاوم‌تر و با عمر بالاتر ساخت.
در نهایت، محقق‌ها گفتن میشه این مدل رو به راحتی تو سیستم مدیریت باتری‌ها (Battery Management Systems) جا داد. یعنی هم خود مصرف‌کننده‌ها می‌تونن تنظیم کنن چطور باتری رو شارژ و دشارژ کنن تا عمرش بیشتر شه، هم طراح‌ها می‌تونن از یافته‌های مدل برای ساخت باتری بهتر استفاده کنن.
خلاصه این تکنولوژی جدید سوئدی اگه تجاری بشه، احتمالاً یکی از مهم‌ترین پیشرفت‌ها برای دوستای ماشین برقی و زمین پاک میشه!
منبع: +
