จีนบรรลุความก้าวหน้าสำคัญในการใช้ AI  แก้ไขข้อบกพร่องระบบกันสะเทือนเทคโนโลยี Hyperloop ด้านอีลอน มัสก์  ยังแก้ไม่สำเร็จ

30-5-2025

   นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนได้ประกาศความสำเร็จในการแก้ไขข้อบกพร่องสำคัญของเทคโนโลยีการเดินทางความเร็วสูงในอนาคต ซึ่งอาจเป็นการกอบกู้เทคโนโลยีรถไฟแม็กเลฟแบบท่อสุญญากาศและเปิดมุมมองใหม่ต่อความท้าทายที่แนวคิด Hyperloop ของอีลอน มัสก์ต้องเผชิญ

## การค้นพบปัญหาพื้นฐานของระบบ

การศึกษาวิจัยที่ได้รับการตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญและตีพิมพ์ในวารสาร Journal of Railway Science and Engineering ของจีนเมื่อวันที่ 16 พฤษภาคม แสดงให้เห็นว่าแม้แต่ความไม่สมบูรณ์เพียงเล็กน้อย เช่น ขดลวดที่ไม่สม่ำเสมอหรือการเสียรูปของสะพาน ก็สามารถเปลี่ยนการเดินทางให้กลายเป็นประสบการณ์ที่แสนทรมาน แม้จะอยู่ในอุโมงค์ที่แทบไม่มีอากาศ

อย่างไรก็ตาม วิศวกรที่ปฏิบัติงานในสายทดสอบเต็มรูปแบบแห่งแรกของโลกในภาคกลางของจีนได้ประกาศว่าพวกเขาค้นพบวิธีการลดความรุนแรงของความปั่นป่วนได้เกือบครึ่งหนึ่ง โดยสามารถลดระดับ "การสั่นสะเทือนที่รุนแรงอย่างยิ่ง" ให้เหลือเพียงระดับที่ "เด่นชัดแต่ไม่ถึงขั้นน่ารำคาญ"

## การวิจัยและการทดสอบ

ทีมนักวิจัยซึ่งนำโดยจ่าวหมิงจากแผนกการขับเคลื่อนแม็กเลฟและแม่เหล็กไฟฟ้าของบริษัท China Aerospace Science and Industry Corporation (CASIC) ซึ่งเป็นรัฐวิสาหกิจ ได้ใช้การจำลองด้วยซูเปอร์คอมพิวเตอร์และการทดสอบต้นแบบที่ย่อส่วนในการศึกษาครั้งนี้

ทีมวิจัยค้นพบว่าความผิดปกติของรางและการสั่นพ้องทางแม่เหล็กไฟฟ้าเพียงพอที่จะกระตุ้นให้เกิดการสั่นสะเทือนความถี่ต่ำอย่างรุนแรงในรถแม็กเลฟที่เดินทางด้วยความเร็วคงที่ 1,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

## การประเมินด้วยดัชนี Sperling

การศึกษานี้ใช้ดัชนี Sperling ซึ่งเป็นมาตรฐานสากลจากทศวรรษ 1940 สำหรับการวัดความสะดวกสบายในการเดินทาง ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าการสั่นสะเทือนจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญที่ความเร็วเฉพาะ โดยจุดสูงสุดที่ความเร็ว 400 กิโลเมตรต่อชั่วโมงจะถึงระดับการสั่นสะเทือนที่จัดอยู่ในเกณฑ์ "ไม่พึงประสงค์อย่างยิ่ง"

ที่จุดสูงสุดถัดไป ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อรถเดินทางด้วยความเร็ว 600 กิโลเมตรต่อชั่วโมง นักวิจัยบันทึกค่าดัชนี Sperling ที่ระดับ 4.2 ซึ่งเป็นระดับที่การสัมผัสกับการสั่นสะเทือนเป็นเวลานานจะก่อให้เกิดอันตราย

ตามรายงานการวิจัย เมื่อรถทดสอบเข้าสู่ความเร็วคงที่ 1,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง การสั่นสะเทือนจะลดลงเหลือ 3.1 ตามดัชนี Sperling ซึ่งนิยามว่าอยู่ในระดับ "แทบจะทนไม่ได้"

## พื้นหลังของเทคโนโลยี Hyperloop

ระบบที่ขับเคลื่อนแคปซูลที่ลอยด้วยแม่เหล็กผ่านท่อแรงดันต่ำด้วยความเร็วเกือบเหนือเสียงได้รับการเสนอครั้งแรกโดยมัสก์ในปี 2013 ผ่านเอกสารวิชาการที่ดึงดูดความสนใจจากวิศวกรทั่วโลก

ความพยายามในการพัฒนาแนวคิด Hyperloop ที่สนามทดสอบของ SpaceX ได้สิ้นสุดลงในปี 2023 หลังจากเผชิญกับอุปสรรคทางเทคนิคหลายประการ รวมถึงความท้าทายในการรักษาความสมบูรณ์ของสุญญากาศและการทรงตัวของแคปซูลที่ความเร็วสูงมาก

## ความมุ่งมั่นของจีนในการพัฒนาเทคโนโลยี

ในทางตรงกันข้าม จีนกำลังก้าวหน้าอย่างมุ่งมั่น โดยเดิมพันในโครงการนี้มีนัยสำคัญที่เกินกว่าความท้าทายทางด้านวิศวกรรม

ปักกิ่งได้กำหนดให้เทคโนโลยีการยกตัวด้วยแม่เหล็กความเร็วสูงพิเศษเป็นลำดับความสำคัญการวิจัยระดับชาติ ซึ่งไม่เพียงแต่จะนิยามใหม่ให้กับระบบขนส่งโลก แต่ยังอาจเปลี่ยนแปลงภาคส่วนสำคัญอื่นๆ รวมถึงการแข่งขันเพื่อบรรลุการปล่อยยานอวกาศต้นทุนต่ำ

ศูนย์ทดสอบในเมืองต้าถง มณฑลซานซี เป็นสัญลักษณ์ของการเดิมพันของปักกิ่งที่ว่าจีนจะครอบงำระบบขนส่งสาธารณะรุ่นต่อไป เพื่อจุดประสงค์นี้ วิศวกรได้บรรลุความสำเร็จในการสร้างคอนกรีตที่มีความแน่นหนาสูง ข้อต่อที่มีความแม่นยำระดับมิลลิเมตร และความสำเร็จอื่นๆ ที่ได้มาอย่างยากลำบาก

## ปัญหาและการแก้ไข

ตามที่ทีมวิจัยระบุ เนื่องจากไม่มีการสัมผัสทางกายภาพระหว่างรถไฟและราง แรงแม่เหล็กไฟฟ้าของระบบจะโต้ตอบกับห้องโดยสารในลักษณะที่คาดการณ์ไม่ได้ ผลลัพธ์คือการสั่นพ้องที่จะทำให้ผู้โดยสารสั่นสะเทือน "ด้วยระดับความไม่เสถียรอย่างรุนแรง"

จ่าวและเพื่อนร่วมงานได้เขียนไว้ว่า "การวิจัยของเราได้คำนึงถึงความผิดปกติของราง การโค้งงอในแนวตั้งของสะพาน และการกระตุ้นความถี่เดียวที่เกิดจากความผิดปกติในแนวข้างของขดลวดภาคพื้นดิน"

ท่านเสริมว่า "ภายใต้การกระตุ้นของรางที่ความเร็วเทียบเท่า 1,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ตัวรถแสดงแอมพลิจูดการสั่นสะเทือนสูงสุดที่ความถี่ 2.6 เฮิร์ตซ์ 5.2 เฮิร์ตซ์ 7.8 เฮิร์ตซ์ และ 10.4 เฮิร์ตซ์"

## นวัตกรรมระบบกันสะเทือนแบบไฮบริด

เพื่อเอาชนะปัญหานี้ ทีมวิจัยชาวจีนได้พัฒนาระบบกันสะเทือนแบบไฮบริดที่ผสมผสานสปริงลมแบบพาสซีฟเข้ากับตัวกระตุ้นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ควบคุมด้วยปัญญาประดิษฐ์

ตัวกระตุ้นที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าใช้กลยุทธ์การควบคุมที่ทันสมัยสองแบบ แบบแรกคือระบบ "สกายฮุค" ซึ่งเลียนแบบตัวหน่วงในจินตนาการที่เชื่อมต่อห้องโดยสารกับ "ท้องฟ้า" ที่หยุดนิ่ง โดยใช้ข้อมูลป้อนกลับของความเร็วแบบเรียลไทม์เพื่อต่อต้านแรงกระแทกความถี่ต่ำ

กลยุทธ์อีกแบบหนึ่งคือการควบคุม PID ซึ่งปรับแรงกันสะเทือนผ่านอัลกอริทึมแบบสัดส่วน อินทิกรัล และอนุพันธ์ ซึ่งได้รับการปรับให้เหมาะสมโดยวิธี AI ทางพันธุกรรม NSGA-II เพื่อจัดการกับสภาพรางที่เปลี่ยนแปลง

## ผลการทดสอบที่น่าประทับใจ

เมื่อทำการทดสอบบนโมเดลขนาด 1:10 พร้อมเครื่องจำลองการเคลื่อนไหว 6 แกน ระบบสามารถลดความเข้มของการสั่นสะเทือนในแนวตั้งซึ่งวัดเป็นค่าความเร่งรากที่สองของค่าเฉลี่ยได้ 45.6 เปอร์เซ็นต์ภายใต้โปรไฟล์รางที่เป็นจริง

คะแนนดัชนี Sperling คงอยู่ที่ต่ำกว่า 2.5 ซึ่งจัดอยู่ในระดับ "เด่นชัดขึ้นแต่ไม่น่ารำคาญ" ในทุกระดับความเร็ว ตามผลการศึกษา

## ความท้าทายที่เหลืออยู่

นักวิจัยระบุว่ายังคงมีความท้าทายบางประการที่ต้องเผชิญ เช่น การขยายขนาดเทคโนโลยีระบบกันสะเทือนสำหรับรถไฟขนาดเต็ม และการทำให้มั่นใจว่าระบบจะทำงานได้ในสถานการณ์การเบรกฉุกเฉินและสภาวะรุนแรงอื่นๆ

การค้นพบนี้แสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าที่สำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยีขนส่งความเร็วสูงของจีน และอาจเปลี่ยนแปลงทิศทางของการแข่งขันเทคโนโลยีระหว่างประเทศในอนาคต

---

IMCT NEWS

ที่มา https://sc.mp/vatv7?utm_source=copy-link&utm_campaign=3311989&utm_medium=share_widget

Photo: China Aerospace Science and Industry Corporation