論文の概要: A Proof of Concept for a Digital Twin of an Ultrasonic Fermentation System
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.11723v1
- Date: Fri, 16 Jan 2026 19:16:39 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-21 22:47:22.301661
- Title: A Proof of Concept for a Digital Twin of an Ultrasonic Fermentation System
- Title(参考訳): 超音波発酵装置のディジタル双極子の概念実証
- Authors: Francesco Saverio Sconocchia Pisoni, Andrea Vitaletti, Davide Appolloni, Federico Ortenzi, Blasco Morozzo della Rocca, Mariano José Guillén, Alessandro Contaldo,
- Abstract要約: 本稿では, 超音波ビール発酵システムにおけるディジタルツインの概念実証の設計と実装について述べる。
従来の発酵槽は、超音波でタンクに照射できる圧電トランスデューサを備えている。
デジタル双生児は、周囲の環境条件に基づいて、酵母の培養密度を時間とともに推定する予測モデルを導入している。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 34.519171103080545
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: This paper presents the design and implementation of a proof of concept digital twin for an innovative ultrasonic-enhanced beer-fermentation system, developed to enable intelligent monitoring, prediction, and actuation in yeast-growth environments. A traditional fermentation tank is equipped with a piezoelectric transducer able to irradiate the tank with ultrasonic waves, providing an external abiotic stimulus to enhance the growth of yeast and accelerate the fermentation process. At its core, the digital twin incorporates a predictive model that estimates yeast's culture density over time based on the surrounding environmental conditions. To this end, we implement, tailor and extend the model proposed in Palacios et al., allowing us to effectively handle the limited number of available training samples by using temperature, ultrasonic frequency, and duty cycle as inputs. The results obtained along with the assessment of model performance demonstrate the feasibility of the proposed approach.
- Abstract(参考訳): 本稿では, 酵母生育環境におけるインテリジェントなモニタリング, 予測, アクティベーションを実現するために開発された, 革新的な超音波ビール発酵システムのためのディジタルツインの概念実証の設計と実装について述べる。
従来の発酵槽は、超音波でタンクに照射できる圧電トランスデューサを備え、酵母の増殖を促進させ、発酵過程を加速させる外部の無菌刺激を提供する。
デジタル双生児は、周囲の環境条件に基づいて、酵母の培養密度を時間とともに推定する予測モデルを導入している。
この目的のために、Palcios et al で提案したモデルの実装、調整、拡張を行い、温度、超音波周波数、デューティサイクルを入力として使用することにより、利用可能なトレーニングサンプルの限られた数を効果的に扱えるようにした。
モデル性能の評価とともに得られた結果から,提案手法の有効性が示された。
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