Insan Beyninden Esinlenilen Gelecek Güç Izgaraları

{h1}

Araştırmacılar, sinir ağlarının karmaşık bilgileri nasıl bütünleştirdiğini ve yanıt verdiklerini incelemek, ülkenin sürekli değişen güç kaynağı ve talebini yönetmek için yeni yöntemlere ilham vereceğini umuyorlar.

Bu 4 bölümlük seri, ile çakışmaya Beyin Farkındalık HaftasıUlusal Bilimler Akademisi Mühendislik Direktörlüğü tarafından beyin konusundaki anlayışımızı ilerletecek üstün araç ve teknolojiler geliştirmek için yapılan yatırımları vurgular.

İnsan beyninin büyük miktarda karmaşık veriyi işlemesi ve anlamlandırması için eşsiz yeteneği, kontrol sistemleri alanında çalışan mühendislerin dikkatini çekmiştir.

Clemson Üniversitesi Gerçek Zamanlı Güç ve Akıllı Sistemler Laboratuarı'nın direktörü olan Ganesh Kumar Venayagamoorthy, "Beyin mevcut en sağlam hesaplama platformlarından biridir" diyor. "Güç sistemleri kontrolü gittikçe daha karmaşık hale geldikçe, beynin var olan tüm karmaşıklık ve belirsizlikle nasıl başa çıkılacağı konusunda bir model olarak bakılması mantıklıdır."

Venayagamoorthy tarafından yönetilen bir grup nörobilimci ve mühendis, simüle edilmiş güç şebekelerini kontrol etmek için bir çanakta yetiştirilen nöronları kullanıyor. Araştırmacılar, sinir ağlarının karmaşık bilgileri nasıl bütünleştirdiğini ve yanıt verdiklerini incelemek, ülkenin sürekli değişen güç kaynağı ve talebini yönetmek için yeni yöntemlere ilham vereceğini umuyorlar.

Başka bir deyişle, gelecekteki elektrik güç şebekemizin arkasındaki beyin gücü sizin düşündüğünüz gibi olmayabilir.

İnsanlara güç

Amerika'nın iktidarı sağlama stratejisi, 1800'lü yılların sonunda bölgesel müşterilere hizmet veren bir dizi izole üretim tesisi olarak başladı. Önümüzdeki 50 yıl boyunca, elektrik sistemi, ekipman başarısız olduğunda veya beklenmedik taleplerde elektrik enerjisine erişimi sağlayan birbirine bağlı "ızgara" haline dönüştü.

Bugün, 6000'den fazla enerji santralini birbirine bağlayan yaklaşık 200.000 mil yüksek gerilim hattıyla, Amerika'nın elektrik şebekesi, dünyanın en büyük tek makinesi olarak adlandırılıyor.

Maalesef, şebekenin yaşlanma altyapısı, günümüzün giderek artan talebini karşılamak için inşa edilmedi. ABD Enerji Bakanlığı'na göre, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki ortalama güç üreten istasyon 1960'larda daha eski teknolojiyi kullanarak inşa edildi. Bugün, ortalama trafo merkezi, beklenen ömrü boyunca iki yıl 42 yaşındadır.

Diğer bir problem ise, sistemin büyük bir kapasiteye sahip olmasıdır. üretmek güç, aslında bir yolu yok mağaza güç.

Bu, beklenmedik yüksek talep dönemlerinde sorun yaratabilir; bu da büyük bir kayıp (karartma) veya elektrikte azalma (kesinti) ile sonuçlanabilir. 2003 yılında, 8 eyalette ve 1 Kanada eyaletinde 50 milyon kişi, Ohio'daki tek bir iletim hattı bir ağaç uzuvından zarar gördüğünde güçsüz kalmıştır.

Yarının elektrik şebekesi, kullanımı tahmin edebilmek ve beklenmedik ihtiyacı hızlı bir şekilde telafi edebilmelidir.

Mevcut sistemimizin "talep üzerine" enerji üretim stratejisi, rüzgar ve güneş enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklarını da güçleştirmeyi güçleştirmektedir;

Venayagamoorthy, "Farklı türlerde yenilenebilir enerji kaynaklarından en iyi şekilde yararlanabilmek için, gerçek zamanlı gönderimi gerçekleştirebilen ve en uygun enerji depolama sistemlerini yönetebilen akıllı bir şebekeye ihtiyacımız var" diyor.

Clemson Üniversitesinde Gerçek Zamanlı Güç ve Akıllı Sistemler Laboratuarı'nın direktörü olan G. Kumar Venayagamoorthy, gerçek zamanlı bir bilgisayar simüle güç şebekesinde karmaşık problemleri çözmek için canlı beyin hücrelerini kullanan bir araştırmacı ekibini yönetmektedir.

Clemson Üniversitesinde Gerçek Zamanlı Güç ve Akıllı Sistemler Laboratuarı'nın direktörü olan G. Kumar Venayagamoorthy, gerçek zamanlı bir bilgisayar simüle güç şebekesinde karmaşık problemleri çözmek için canlı beyin hücrelerini kullanan bir araştırmacı ekibini yönetmektedir.

Kredi: Clemson Üniversitesi.

Daha akıllı bir elektrik şebekesi

Güneş panelleri, rüzgar türbinleri ve hibrit elektrikli araçlar gibi teknolojiler yenilenemeyen enerji tüketimimizi azaltmaya yardımcı olurken, uzmanlar elektrik santrallerinden elektrik cihazlarının bireysel cihazlara kadar izlenebilmesini ve kontrol edilebildiği "akıllı" bir şebekenin geliştirilmesine inanıyorlar., en büyük etkiye sahip olacak.

Enerji Bakanlığı'na göre, mevcut şebekenin sadece yüzde 5 daha verimli olması halinde, enerji tasarrufu, gezegenden gelen 53 milyon aracın kaldırılmasına eşit olacaktı.

Şebeke performansını optimize etmek ve aralıklı enerji kaynaklarını birleştirmek için bir dizi strateji önerilmiş olsa da, nihai amaç iki yönlü bir elektrik ve bilgi akışı ile karakterize edilen dağıtılmış bir enerji dağıtım ağı oluşturmaktır.

Venayagamoorthy için, ilham almak için beynine bakmak, no-brainerdı.

Venayagamoorthy, "İhtiyacımız olan şey izleyebilen, tahmin edebilen, planlayan, öğrenebilen, karar verebilen bir sistemdir" diyor. "Nihayetinde ihtiyacımız olan şey, beyin gibi bir kontrol sistemi."

Beyin ne yapardı?

Beyin, geleneksel bilgisayar sistemlerinden tamamen farklı bir şekilde çalıştığı için, ilk adım, beynin verileri nasıl bütünleştirdiğini ve yanıt verdiğini anlamayı denemekti. Bunu yapmak için, Venayagamoorthy, Georgia Institute of Technology'de Nöro-Muhendislik Laboratuarı direktörü olan nörobilimci Steve Potter'ın uzmanlığını yazdı.

Öğrenme ve bellek araştırması alanında lider olan Potter, beynin ağ seviyesindeki bilgileri nasıl bütünleştirdiğini ve yanıt verdiğini anlamak için yeni bir yönteme öncülük etti. Bu teknik, hem uyarıcı hem de aktivite kaydedebilen bir elektrot ızgarası içeren bir çanakta büyüyen nöronları içerir. Elektrotlar, nöronal ağı bir bilgisayara bağlayarak, canlı ve elektronik bileşenler arasında iki yönlü iletişim sağlar.

Potter'ın grubu, geçmişte bu yaklaşımla başarılı olmuş, bilgisayar simülasyonlu hayvanları ve basit robotları kontrol etmek için canlı nöron ağlarının yapılabileceğini göstermiştir.

Mevcut projede, ağ, Venayagamoorthy'nin güç şebekesi simülasyonundan gelen voltaj ve hız sinyallerini tanımak ve bunlara cevap vermek üzere eğitilmiştir.

Venayagamoorthy, "Amaç, nöronal ağın yaşandığı fiziksel ve fonksiyonel değişimleri matematiksel denklemlere dönüştürerek sonuçta daha beyin benzeri bir akıllı kontrol sistemine yol açmasıdır" diyor.

Amaç beyin kaynaklı bilgisayar kodu geliştirmektir, yani yaşayan beyin hücreleri nihai denklemin bir parçası olmayacaktır.

Şimdiye kadar ne öğrendik?

İşbirliği şimdiden cesaret verici sonuçlar verdi.

Araştırmacılar, karmaşık verilere nasıl cevap verebileceklerini canlı bir nöronal ağa başarıyla “öğrettiler” ve bu bulguları biyo-ilham yapay sinir ağları (BIANNS) olarak adlandırılan simüle edilmiş versiyonlara dahil ettiler. Şu anda bir güç sistemine bağlı senkron jeneratörleri kontrol etmek için yeni ve geliştirilmiş BIANNS kullanıyorlar.

Venayagamoorthy ve ekibi, bu çalışmanın gelecekteki güç şebekemizin daha akıllı bir şekilde kontrol edilmesinin önünü açacağını umuyor.

Bu proje hakkında daha fazla bilgi için brain2grid.org adresini ziyaret edin.

Editörün Notu: Bu makalede tasvir edilen araştırma tarafından desteklenmiştir. Ulusal Bilim Vakfıfederal kurum, tüm bilim ve mühendislik alanlarında temel araştırma ve eğitimi finanse etmekle suçlanıyor. Bu materyalde ifade edilen herhangi bir görüş, bulgu, sonuç veya tavsiye Ulusal Bilim Vakfı'nın görüşlerini yansıtmamaktadır. Bakın Sahnelerin Arşivi Arşivi.


Video Takviyesi: .




TR.WordsSideKick.com
Her Hakkı Saklıdır!
Herhangi Bir Malzemenin Çoğaltılabilir Sadece Siteye Aktif Linki Prostanovkoy TR.WordsSideKick.com

© 2005–2019 TR.WordsSideKick.com