ドイツで路面下の損傷を早期検知するセンサー内蔵生地を開発

フラウンホーファー研究所の研究者とプロジェクトパートナーが開発したこのシステムは、アスファルト表面にひび割れが現れる前に、路面下の変化を検知することを目的としている。システムの中核は、亜麻繊維から作られたバイオベースの生地だ。この生地に導電性のセンサーワイヤーが織り込まれ、約1メートル幅のセンサーネットワークを形成する。このネットワークは道路建設時にアスファルトの支持層に敷設され、さらにアスファルト層で覆われる。車両が道路を通過すると、その重量でアスファルトがごくわずかにたわみ、センサーがそれを検知する。センサーデータは人工知能によって分析され、道路の現在の状態と経時的な劣化を継続的に追跡できる。これにより、通常はアスファルトを開削して点検する必要がある下層の監視が可能になる。開発中、研究者らは大きな課題に直面した。アスファルトは約160度で流し込まれ、重いローラーで締め固められるため、通常のセンサーが損傷するリスクがある。そのため、センサー生地は道路建設の高温と機械的圧力に耐えられるよう設計された。現在、道路の状態は主にひび割れや穴などの目に見える表面損傷に基づいて評価されている。しかし、支持層で始まる劣化は、表面に達するまで長期間気づかれないことがある。新システムはこの問題に焦点を当てており、AIアルゴリズムが継続的なセンサー測定を評価し、アスファルトのどの部分が早く摩耗しているかを特定し、損傷が拡大する前に補修の必要性を検出する。システムは実験室で実際のアスファルトサンプルを使って試験された。研究者らは制御された荷重を加えてさまざまな損傷レベルを作り出し、センサーデータを使ってアスファルトの劣化度を判定できることを実証した。研究結果は科学誌『Innovative Infrastructure Solutions』に掲載された。技術の開発は続いている。目標は、センサー生地とAIを組み合わせて、開削せずに道路内部から監視するシステムを構築することだ。これにより、保守チームはひび割れや穴が現れた後に対応するのではなく、劣化が始まる場所を早期に特定できるようになる。