27 Жовтня 2023 13:35

Критична інфраструктура: діагностувати пошкодження за допомогою БПЛА та штучного інтелекту

Майже два роки країна-агресор з маніакальною впертістю націлює ракети та дрони на об’єкти критичної інфраструктури України. Російські військові пошкодили чимало важливих споруд – аеропорти, мости, нафтобази, трансформаторні підстанції, електростанції тощо.

Щоб швидко й безпечно провести ремонтні роботи, потрібно оцінити стан цих та інших інженерних об’єктів. Традиційні методи оцінки стану об’єктів  не завжди спрацьовують, до того ж, традиційну оцінку не завжди вдається провести оперативно й безпечно. Саме тому вчені Інституту електрозварювання ім. Є.О. Патона Національної академії наук України вирішили розробити  технологію дистанційної діагностики пошкоджених великогабаритних об’єктів за допомогою безпілотних літальних апаратів (БПЛА) та фотограмметрії. Проєкт  з такою назвою вони подали на конкурс НФДУ «Наука для відбудови України у воєнний та повоєнний періоди» і отримали грантове фінансування.

У чому ж перевага технології?

Керівник проєкту, заступник директора інституту Леонід Лобанов пояснив, що дистанційна діагностика об’єктів критичної інфраструктури допоможе зекономити час і кошти (а під час блекауту кожна хвилина – безцінна),  проводити моніторинг об’єктів, виявляти небезпеку й запобігати аваріям. «Використання БПЛА набагато дешевше, ефективніше і менш трудомістке, дозволяє провести зйомку швидко, уникнути ризиків для життя й здоров’я під час проведення робіт в важкодоступних місцях. А також – отримати інформацію, яку складно здобути за допомогою інших методів», – зазначив Леонід Михайлович.

Команда проєкту вже розпочала роботу.  Нині вчені працюють над створенням спеціальної комп’ютерної програми, яка аналізуватиме фотографії великогабаритних конструкцій і визначатиме пошкодження. У підсумку буде зрозуміло,  які частини потребують ремонту і рекомендації щодо цього.

Для  «діагностики» об’єктів науковці планують використати також 3D технології, зокрема, за допомогою методу фотограмметрії  створювати 3D моделі об’єктів.

– Фотограмметрія пов’язана з точними вимірюваннями тривимірних об’єктів і особливостей місцевості з двовимірних фотографії, – продовжив розповідь Леонід Михайлович. –  Спробую пояснити просто. Уявімо, що нам потрібно оцінити стан телевежі. Спершу, за допомогою БПЛА, потрібно зробити фотографії вежі з повітря. Ми визначимо найкращий спосіб зйомки, оптимальну висоту чи кут для фотографій, а також те, які частини телевежі потрібно сфотографувати.  Визначимо просторові координати конструкційних елементів та дефектних ділянок.

Наступним етапом роботи є побудова тривимірної (3D) моделі об’єкта за допомогою методу фотограмметрії.  За допомогою програмного забезпечення моделюється положення конструкції у просторі й будується 3D модель. Цей процес, за словами вченого, повністю автоматизовано, він не потребує ручного редагування чи спеціального обладнання.

Після виявлення пошкоджень, за допомогою комп’ютерної технології та штучного інтелекту, можна буде класифікувати дефектні ділянки. Інакше кажучи, вчені зможуть визначити, наскільки серйозними є пошкодження та що потрібно зробити, щоб їх виправити.

Далі науковці планують створити нейронну мережу та  навчити її розпізнавати пошкодження. «Створення і навчання нейронної мережі  – складний процес. Ми створимо спеціальну «програму» (нейронну мережу), яка навчиться впізнавати, аналізувати й запам’ятовувати різні види пошкоджень», – додав співрозмовник.

Запитуємо у вченого: чи шукають члени команди способи якнайшвидшого впровадження технології? 

Леонід Лобанов відповів, що так, команда міркує про можливості впровадження. Дослідники переконані, що застосування цієї технології буде корисним під час  обстеження аеропортів, мостів, автошляхів, нафтобаз, трансформаторних підстанцій, електростанцій, базових станцій стільникових мереж та інших об’єктів.

Команда має  великий досвід дослідження стану зварних конструкцій різного призначення з використанням БПЛА. Вчені обстежили понад дві тисячі одиниць обладнання та споруд авіакосмічної, енергетичної, будівельної, нафтохімічної галузей.

Виконавці проєкту мають статус експертів із діагностики металоконструкцій, сертифікований за вимогами ДСТУ EN ISO 9712:2014 «Неруйнівний контроль. Кваліфікація та сертифікація персоналу неруйнівного контролю», та атестацію Міжнародного інституту зварювання (International Institute of Welding). Тому команда  твердо переконана, що все вдасться.

Світлана ГАЛАТА

Інші новини

23 Липня 2024

Національний фонд досліджень України підписав Меморандум про співпрацю з ГС «Харківський кластер інформаційних технологій»

22 липня 2024 року відбулося підписання Меморандуму про співпрацю між Національним фондом досліджень України та Громадською спілкою «Харківський кластер

16 Липня 2024

НФДУ посилює співпрацю з партнерами з Німеччини

16 липня 2024 року представники Федерального міністерства освіти та досліджень Німеччини (нім. Bundesministerium für Bildung und Forschung, BMBF) провел

15 Липня 2024

Протези для поранених: зручні, якісні, і не за всі гроші світу

Історії про людей, які втратили руку чи ногу, але, попри це, воюють, працюють, волонтерять, і навіть грають у футбол, стали буденністю. Повернутися до а

12 Липня 2024

Просимо ЗМІ не вводити читачів в оману та публікувати лише перевірену інформацію

Нещодавно у деяких засобах масової інформації вийшли «сенсаційні» публікації, у яких серед організацій, які стовідсотково бронюють співробітників від

11 Липня 2024

Представники команди проєкту Open4UA взяли участь у робочій зустрічі щодо оцінювання науки в МОН

10 липня 2024 року в Міністерстві освіти і науки України відбулась робоча зустріч зі стейкхолдерами, на якій були обговорені пропозиції та зауваження су