I materiali intelligenti sono materiali che possono cambiare le loro caratteristiche in risposta ad uno stimolo esterno. Spesso mostrano effetti bidirezionali da un dominio fisico ad un altro e viceversa. Ad esempio, gli elementi piezoelettrici generano tensione ai loro elettrodi in risposta alla deformazione e viceversa. Quando un elemento realizzato con un materiale intelligente è accoppiato a una struttura, la presenza di questo doppio effetto consente di definire un coefficiente di accoppiamento modale che esprime l'efficienza della conversione di energia tra i due domini fisici coinvolti (meccanico ed elettrico per il caso degli elementi piezoelettrici) in corrispondenza di ogni modo di vibrare della struttura. Il monitoraggio di questo coefficiente di accoppiamento modale può consentire di rilevare la presenza e la posizione dei danni strutturali, inibendo fortemente l’effetto delle condizioni ambientali e operative, che sono le principali variabili di disturbo nei problemi di monitoraggio strutturale. Ciò apre la strada ad un nuovo approccio fattibile e affidabile al monitoraggio della salute strutturale, considerando anche che l’additive manufacturing sta consentendo la costruzione di elementi strutturali con materiali intelligenti incorporati.