Aplicación conceptual de la inteligencia artificial matemática en la transmisión y conversión de energía en turbinas hidráulicas Savonius

Abstract

La preocupación global por los efectos del cambio climático, principalmente atribuidos al aumento del efecto invernadero debido a la explotación de combustibles fósiles, ha impulsado la necesidad de adoptar tecnologías limpias y renovables para lograr un desarrollo sostenible. En este contexto, se destaca la urgencia de reducir la producción de combustibles fósiles a un ritmo del 6 % anual para evitar consecuencias catastróficas.

Dentro de esta necesidad de adoptar tecnologías sostenibles, se propone un enfoque basado en la aplicación de conceptos de Inteligencia Artificial Matemática en la transmisión y conversión de energía en turbinas hidrocinéticas tipo Savonius. Estas turbinas, al desempeñar un papel crucial en la mitigación del cambio climático, se presentan como una fuente de energía renovable, baja en emisiones de carbono y resistente a eventos climáticos extremos. Su implementación contribuye significativamente a la reducción de gases de efecto invernadero y al impulso de un desarrollo sostenible.

Este enfoque involucra la integración de ecuaciones físico-matemáticas mediante esquemas formales. En primer lugar, se identifican las ecuaciones que describen la relación entre diferentes variables, parámetros y restricciones utilizadas en la transmisión y generación de energía hidrocinética. Estas ecuaciones se aplican luego en la construcción de un ‘pseudo-precódigo’, concebido como un enfoque algorítmico. Este código se compone de metageneraciones conceptuales y busca simular el funcionamiento deductivo-pragmático y estructural de agentes artificiales co-creativos adecuados.

Nos situamos aquí en el contexto de la creación formal abstracta relacionada con la generación de estructuras formales de carácter matemático, específicamente en el ámbito de la transmisión y generación de energía en turbinas hidrocinéticas Savonius.

Para potenciar la comprensión del lenguaje natural, se introduce un nuevo programa holístico de investigación denominado Inteligencia Artificial Ingenieril-Formal (IAIF), el cual tiene el potencial de integrar técnicas de aprendizaje automático, como redes neuronales, para analizar grandes conjuntos de datos y aprender patrones lingüístico-formales.

Es esencial que la IAIF posea una sólida comprensión de los fundamentos matemáticos, utilizando herramientas como la teoría de conjuntos, la topología, el álgebra abstracta, la geometría y la lógica matemática avanzada, entre otras disciplinas formales. Esto permite razonar sobre relaciones complejas y estados posibles del mundo. Además, el uso de técnicas avanzadas de representación del conocimiento, como estructuras semánticas complejas, facilita una manipulación sofisticada de la información.

La construcción efectiva de la IAIF requiere una combinación multidisciplinaria de áreas técnico-científicas, como las matemáticas puras y aplicadas, la ciencia cognitiva, la inteligencia artificial, la física teórica y experimental, la psicología y la ingeniería, entre otras. Esta integración de disciplinas permite que la IAIF proporcione respuestas precisas y contextualmente relevantes, mejorando su capacidad para resolver problemas específicos en el ámbito de la ingeniería. -- Abstract Global concern about the effects of climate change, mainly attributed to the increase in greenhouse gas emissions due to the exploitation of fossil fuels, has driven the need to adopt clean and renewable technologies to achieve sustainable development. In this context, there is an urgent need to reduce fossil fuel production at a rate of 6% annually to avoid catastrophic consequences. Within this urgency to adopt sustainable technologies, an approach involving the application of concepts from Mathematical Artificial Intelligence in the transmission and conversion of energy in Savonius hydrokinetic turbines is presented. These turbines, playing a crucial role in mitigating climate change, emerge as a source of renewable, low-carbon energy resistant to extreme weather events, significantly contributing to the reduction of greenhouse gas emissions and the promotion of sustainable development. This approach involves the integration of physical-mathematical equations through formal schemes. Initially, equations describing the relationship between different variables, parameters, and constraints used in the transmission and generation of hydrokinetic energy are identified. These equations are then applied in the construction of a ’pseudo-pre-code’, conceived as an algorithmic approach. This code consists of conceptual metagenerations and aims to simulate the deductive-pragmatic and structural functioning of suitable co-creative artificial agents. Here, we move within the context of abstract formal creation related to the generation of mathematical formal structures, particularly in the transmission and generation of energy in Savonius hydrokinetic turbines.