Uso de Autocodificadores Variacionais para Monitoramento de Integridade Estrutural

Detecção e Quantificação de Alterações Estruturais Utilizando Autocodificadores Variacionais combinados com Cartas de Controle T²

Resumo

O monitoramento da integridade estrutural (SHM) tem como objetivo garantir a segurança e a confiabilidade de infraestruturas civis. Autocodificadores, modelos de aprendizado de máquina não supervisionado, mostram-se promissores para o SHM ao aprender características dos dados e reduzir a dimensionalidade. No entanto, estudos abrangentes comparando modelos de autocodificadores no SHM são escassos. Este estudo investiga a eficácia do autocodificador variacional (VAE), combinado às Cartas de Controle T², para detectar e quantificar mudanças estruturais em três estruturas de engenharia civil. Sinais de aceleração coletados por acelerômetros são utilizados como entrada para o autocodificador, com o objetivo de realizar uma classificação não supervisionada. Os dados das camadas latentes geradas pelo VAE são aplicados na análise com a ferramenta estatística T² e os valores obtidos são comparados entre os subgrupos de sinais para identificar alterações estruturais. O estudo conclui que o modelo VAE combinado com o T² é eficaz tanto para identificar quanto para quantificar alterações nas estruturas. O desenvolvimento contínuo dessa técnica pode contribuir para avanços no SHM, promovendo maior segurança, redução de custos e durabilidade a longo prazo em estruturas civis.