IA mede força de cada grão de areia em dunas brasileiras
IA mede força de cada grão de areia em dunas brasileiras, revela pesquisa da Faculdade de Engenharia Mecânica da Unicamp que integrou simulações 3D e redes neurais convolucionais para estimar, com base apenas em imagens, as forças que atuam em cada partícula de areia.
IA mede força de cada grão de areia em dunas brasileiras
Publicado na revista Geophysical Research Letters, o estudo concentrou-se nas dunas barcanas, estruturas em forma de meia-lua presentes desde tubulações industriais até desertos terrestres e marcianos. O método supera a inviabilidade de instalar sensores em milhões de grãos: uma duna subaquática de 10 cm pode conter 100 mil partículas, enquanto dunas em Marte alcançam 1 km e somam 100 quatrilhões de grãos.
Os pesquisadores conduziram experimentos de dunas formadas em água, ambiente que acelera o processo e permite filmagens de alta resolução. As imagens foram combinadas a simulações numéricas que reproduziram, instante a instante, o deslocamento e a interação de cada grão, gerando mapas detalhados de força.
A partir desse banco de dados, uma rede neural convolucional (CNN) foi treinada para reconhecer padrões visuais e associá-los às forças calculadas nas simulações. Segundo o coordenador do projeto, professor Erick Franklin, a CNN não apenas previu a força sobre grãos nunca vistos antes, como também generalizou para dunas de formatos distintos.
O resultado abre caminho para aplicações amplas. Em engenharia civil, a técnica pode antecipar assoreamento de rios, erosão litorânea e movimentação de areia em portos. No espaço, estimativas das forças do vento sobre dunas ajudam a reconstruir o clima passado e projetar a evolução da paisagem marciana, tema já destacado pela NASA.
Além da areia, o modelo pode analisar qualquer material granular visível em imagens, como gelo, sal ou partículas sintéticas, desde que existam simulações capazes de reproduzir seu comportamento, explica o pós-doutorando Renato Miotto, também integrante do estudo.
Imagem: LucVi Shutterstock
Os autores ressaltam o caráter multidisciplinar do trabalho, que une física de escoamentos, mecânica dos fluidos e inteligência artificial, demonstrando como a pesquisa básica gera impactos concretos em setores estratégicos.
Quer saber mais sobre inovações científicas que transformam o dia a dia? Leia também outras matérias na editoria de Ciência & Tecnologia e acompanhe nossas atualizações.
Crédito da imagem: LucVi/Shutterstock
