Questo mese, Samsung ha richiamato 2,8 milioni di lavatrici a carica dall'alto a causa di vibrazioni eccessive che potrebbero causare la rottura della parte superiore, un problema che ha portato ad almeno nove feriti segnalati. Le vibrazioni si verificano quando le normali oscillazioni della lavatrice rimangono intrappolate nella risonanza, facendolo tremare sempre più forte alla frequenza di risonanza.

È un problema che non affligge solo le lavatrici. Può essere un problema con tutti i tipi di macchine che si basano su vibrazioni e oscillazioni, come dispositivi di scuotimento industriali utilizzati per separare ghiaia di diverse dimensioni e altre materie prime, o macchine remuage che allentano il sedimento bloccato all'interno di una bottiglia di champagne e facilitano la rimozione dei detriti.

Ma ora i ricercatori hanno sviluppato un algoritmo che potrebbe aiutare le macchine a evitare di rimanere intrappolate in questo movimento risonante. Utilizzando una combinazione di simulazioni ed esperimenti al computer, i ricercatori hanno scoperto che aumentando e diminuendo attentamente la velocità di un rotore, potevano spingerlo oltre la sua frequenza di risonanza. Il rotore non si blocca in risonanza come la lavatrice difettosa.

"Il nostro metodo è analogo a spingere un'auto avanti e indietro per tirarla fuori da un fosso, " ha affermato Alexander Fradkov dell'Istituto di problemi di ingegneria meccanica, Accademia Russa delle Scienze. Lui e i suoi colleghi descrivono la loro nuova ricerca questa settimana in Caos .

Il loro metodo si applica in particolare quando si accende una macchina e il rotore accelera. Mentre accelera, a seconda del design del resto della macchina, potrebbe raggiungere una frequenza di risonanza. Il rotore potrebbe quindi rimanere intrappolato operando a questa frequenza, che potrebbe causare danni o semplicemente significare che la macchina non funziona come previsto.

Aumentare la potenza del rotore potrebbe spingerlo oltre la gobba, ma ciò richiede più energia e un più grande, motore poco maneggevole.

Anziché, i ricercatori hanno scoperto che aumentando o abbassando la velocità del rotore di piccole quantità, potevano controllarne la frequenza e farla passare oltre la risonanza. Hanno usato un computer per modellare un sistema in cui due rotori vibrazionali sono accoppiati insieme. I risultati del loro modello corrispondevano a quelli di una macchina a due rotori progettata per questo tipo di esperimenti.

I ricercatori hanno anche utilizzato analisi matematiche specifiche per dimostrare che controllando un sistema con intensità arbitrariamente piccole, potevano spostarlo da uno stato di movimento a qualsiasi altro stato. Questo scenario teorico, coinvolgendo un sistema con un solo grado di libertà e senza attrito, è importante per una migliore comprensione della fisica cibernetica, lo studio di come controllare un sistema fisico, Fradkov ha spiegato.

"Questo risultato ci permette di essere più ottimisti nelle applicazioni pratiche poiché fornisce un algoritmo per come passare da una posizione all'altra con poco sforzo, " Egli ha detto.

Il prossimo passo, dicono i ricercatori, è vedere come si potrebbe controllare un sistema vicino a risonanze a frequenze più alte (e quindi energie) ed esplorare gli effetti delle diverse condizioni iniziali.