Netrix S.A. w partnerstwie z Lubelską Akademią WSEI realizuje projekt „Detektor do klasyfikacji sygnałów ultradźwiękowych z wykorzystaniem efektu Dopplera i głębokiego uczenia”

Netrix S.A. we współpracy z Lubelską Akademią WSEI realizuje projekt pn. „Detektor do klasyfikacji sygnałów ultradźwiękowych z wykorzystaniem efektu Dopplera i głębokiego uczenia”. Projekt jest współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Działania Ścieżki Smart, Priorytetu Wsparcie dla Przedsiębiorstw, Programu Fundusze Europejskie dla Nowoczesnej Gospodarki.

Celem projektu jest opracowanie przenośnego inteligentnego tomografu ultradźwiękowego, który, wykorzystując zaawansowane techniki dopplerowskie, zrewolucjonizuje proces diagnostyki stanu technicznego budowli. Planowany do stworzenia innowacyjny przyrząd wyposażony w wielowierszową matrycę czujników (4×8 sensorów), pozwoli na przeprowadzanie precyzyjnej tomografii ścian, zapewniając nieinwazyjne i wysokorozdzielcze obrazy wnętrza struktur budowlanych. W projekcie zostaną zastosowane techniki takie jak Doppler kolorowy, Doppler mocy, Doppler pulsacyjny, a także analiza Doppler spektralna. Finalny produkt, będący przenośnym urządzeniem, umożliwi wykrywanie osłabień materiału, uszkodzeń zbrojenia, przecieków i nasączeń wodnych, co przyczyni się do podwyższenia poziomu bezpieczeństwa budowli oraz redukcji kosztów związanych z ich konserwacją i naprawą. W efekcie, przedsiębiorstwo osiągnie znaczącą przewagę rynkową dzięki możliwości oferowania usługi o wyższym standardzie, co bezpośrednio wpłynie na wzrost jego konkurencyjności. Efektem pracy zespołu projektowego będzie generowanie wysokiej jakości obrazów B-mode oraz trójwymiarowej wizualizacji wewnętrznej struktury materiałów, co wcześniej nie było możliwe w zastosowaniach inżynieryjnych. DOPPLER umożliwi dokładny wgląd w lokalizację, charakter oraz rozmiar defektów strukturalnych, które mogłyby pozostać niewykryte przy użyciu tradycyjnych narzędzi.

Rynek docelowy można podzielić na następujące segmenty:

1. Firmy budowlane – potrzebują zaawansowanych narzędzi diagnostycznych do monitorowania stanu konstrukcji budowlanych.
2. Firmy konserwatorskie – zajmują się renowacją i konserwacją budynków, gdzie precyzyjna diagnostyka jest kluczowa.
3. Instytucje publiczne – odpowiadają za zarządzanie infrastrukturą, np. mostami, tunelami czy budynkami użyteczności publicznej.
4. Firmy ubezpieczeniowe -mogą być zainteresowane nową technologią do oceny ryzyka związanego z infrastrukturą budowlaną.
5. Uczelnie i instytuty badawcze – mogą być zainteresowane nową technologią do wykorzystania w badaniach naukowych i laboratoriach.

Prace w ramach projektu będą realizowane w ramach badań przemysłowych, eksperymentalnych prac rozwojowych, które będą realizowane przez Lidera i konsorcjanta:

Zadanie 1 – badanie przemysłowe – Opracowanie algorytmów oraz pierwszego prototypu urządzenia – Celem zadania jest przygotowanie pierwszego prototypu urządzenia DOPPLER. Urządzenie będzie się składać z centralnej jednostki obliczeniowej umieszczonej w walizce, modułu kontrolowania oraz wzbudzenia sygnałów, modułu pomiarowego (ADC) oraz filtracji, modułu zasilania, modułu zintegrowanej jednostki obliczeniowej.

Zadanie 2 – badania przemysłowe – Opracowanie algorytmów przetwarzania sygnałów dla ultradźwiękowego tomografu. Zadanie będzie miało na celu zrealizowanie prac nad stworzeniem specjalistycznych algorytmów do analizy odbitych fal ultradźwiękowych w kontekście tomografu. Algorytmy te staną się podstawą do stworzenia dedykowanego oprogramowania zdolnego do precyzyjnej analizy i interpretacji złożonych danych diagnostycznych pochodzących z różnych typów materiałów używanych w konstrukcjach budowlanych. Opracowane algorytmy będą miały za zadanie analizę sygnałów w skali mikro. Planowane prace będą obejmować opracowanie algorytmów do wykrywania i wizualizacji mikrostruktur wewnętrznych – celem będzie stworzenie kodu zdolnego do identyfikowania drobnych zmian w strukturze materiałów, które mogłyby przyczynić się do dalszych poważnych uszkodzeń konstrukcji, opracowanie algorytmów detekcji pęknięć i uszkodzeń – prace skupią się na dostosowaniu technik ultradźwiękowych do identyfikacji niewidocznych gołym okiem uszkodzeń strukturalnych, takich jak pęknięcia czy defekty zbrojenia, opracowanie algorytmów filtrowania i redukcji szumów – w oparciu o zaawansowane metody przetwarzania sygnałów, opracowane zostaną metody usuwania zakłóceń z sygnału diagnostycznego, co ma kluczowe znaczenie w trudnych warunkach budowlanych, stworzenie prototypowego oprogramowania – łączącego wszystkie opracowane elementy w jednym środowisku, aby umożliwić testowanie, walidację i optymalizację gotowego rozwiązania.

Zadanie 3 – badania przemysłowe – Opracowanie finalnej wersji urządzenia – zakres planowanych prac B+R obejmować będzie dalszy rozwój prototypu urządzenia DOPPLER w oparciu o wiedzę nabytą podczas prac nad pierwszym prototypem oraz dane od partnera projektu odpowiedzialnego za rozwiązywanie tematów dotyczących algorytmów przetwarzania sygnałów, opracowanie ulepszonych komponentów sprzętowych z zaawansowanymi rozwiązaniami algorytmicznymi w celu stworzenia drugiej wersji prototypu, opracowanie ulepszonych algorytmów detekcji defektów w oparciu o zaawansowane techniki przetwarzania sygnału a także wykorzystanie uczenia głębokiego, opracowanie interfejsów użytkownika i oprogramowania wewnętrznego, mających na celu maksymalizację efektywności wizualizacji danych diagnostycznych w czasie rzeczywistym, walidację i testowanie ulepszonej wersji prototypu w środowisku laboratoryjnym oraz w warunkach terenowych, celem oceny rzeczywistej skuteczności i wydajności urządzenia, optymalizację głowicy pomiarowej oraz modułu analizy danych, tak aby osiągnąć możliwie najwyższą dokładność i czułość pomiarów.

Zadanie 4 – badania przemysłowe – Opracowanie nowych algorytmów w oparciu o dane eksperymentalne. Prace B+R skupią się na opracowaniu oraz optymalizacji algorytmów przetwarzania sygnałów ultradźwiękowych, które zostały opracowane w Zadaniu 2. Działania będą obejmowały dogłębną analizę wydajności istniejących algorytmów, identyfikację obszarów możliwych do ulepszenia na bazie wyników doświadczalnych, oraz opracowanie nowych algorytmów, m.in. z: analizy zbieranych danych z poprzednich etapów projektu – zrozumienie wyzwań związanych z przetwarzaniem sygnałów ultradźwiękowych dla różnorodnych materiałów i warunków, eksperymentów z różnymi parametrami sygnału ultradźwiękowego – poszukiwanie optymalnych ustawień dla uzyskania jak największej dokładności wykrywania defektów, opracowaniu algorytmów przetwarzania danych – usprawnienie istniejących rozwiązań w celu zwiększenia szybkości i dokładności przetwarzania oraz klasyfikacji danych, testów wydajnościowych – ocena ulepszonych algorytmów pod kątem ich skuteczności i szybkości działania w środowisku aplikacji desktopowej, opracowaniu interfejsu użytkownika – prace nad ergonomią oprogramowania oraz dostosowanie funkcji programu do potrzeb użytkowników końcowych.

Zadanie 5 – Przygotowanie finalnej wersji urządzenia oraz oprogramowania wbudowanego – prace rozwojowe -Zakres planowanych prac B+R skupiać się będzie na pracach rozwojowego urządzenia oraz oprogramowania wbudowanego, przy uwzględnieniu aspektów związanych z bezpieczeństwem elektrycznym. Integracja i synchronizacja systemów hardware’owych i software’owych – zapewnienie pełnej kompatybilności sprzętu z oprogramowaniem, tak aby działanie urządzenia było płynne, intuicyjne i niezawodne, walidacja funkcjonalności finalnej wersji urządzenia – przeprowadzenie szeregu testów zapewniających, że wszystkie komponenty działają zgodnie z projektowanymi parametrami i spełniają wymagane standardy jakościowe, badania bezpieczeństwa elektrycznego – wyznaczenie podwykonawstwa w celu przeprowadzenia specjalistycznych badań celem zapewnienia, że urządzenie jest całkowicie bezpieczne dla użytkowników zarówno w warunkach standardowych, jak i ekstremalnych, prace rozwojowe nad oprogramowaniem wbudowanym – udoskonalenie wewnętrznych systemów operacyjnych i algorytmów, by zapewnić maksymalną efektywność i niezawodność działania urządzenia, przeprowadzenie testów eksploatacyjnych – analiza wydajności i trwałości urządzenia w różnorodnych i długotrwałych scenariuszach użytkowania, tak aby potwierdzić jego gotowość do działań w warunkach realnych.

Zadanie 6 – prace rozwojowe – Finalizacja prac nad oprogramowaniem desktopowym. W ramach zadania szóstego planowane są prace rozwojowe koncentrujące się na integracji algorytmów oprogramowania desktopowego, rozwiniętych w obrębie zadań drugiego i czwartego, z całością systemu oraz bezpośrednio z urządzeniem diagnostycznym. Zadanie to stanowi nieodzowny etap w procesie finalizowania urządzenia przed przystąpieniem do etapu komercjalizacji. Główne elementy z planu badawczego w zadaniu szóstym obejmują inżynierię oprogramowania – zadania te będą polegać na ścisłej współpracy między zespołami programistycznymi a inżynierami sprzętu w celu zapewnienia kompatybilności i efektywnej, wymiany danych między oprogramowaniem a modułami urządzenia. Obejmować to będzie szczególnie dopracowanie interfejsów komunikacyjnych i protokołów transmisji, testowanie funkcjonalne – przeprowadzenie kompleksowych testów działania zintegrowanych algorytmów w celu weryfikacji poprawności integracji i bezbłędnego działania systemu jako całości, obejmować to będzie także testy stabilności pracy w różnych scenariuszach użytkowania, optymalizacja interakcji użytkownika – rozwijanie i dostosowywanie interfejsu użytkownika oprogramowania desktopowego tak, aby zapewnić intuicyjną i efektywną pracę z systemem, co przyczyni się do komfortu i bezpieczeństwa przyszłego użytkowania , symulacje i testy obciążeniowe – prowadzenie symulacji obciążeniowych w środowisku kontrolowanym, mających na celu sprawdzenie wytrzymałości i efektywności systemu podczas pracy pod maksymalnym obciążeniem

Finalny produkt będzie gotowy do wdrożenia na rynku i zdolny do osiągnięcia znaczącego udziału rynkowego.

Wartość projektu: 8 442 534,00 zł
Wysokość wkładu z Funduszy Europejskich: 6 743 823,12 zł
Okres Realizacji: kwiecień 2025 –marzec 2028

#FunduszeUE
#FunduszeEuropejskie