Dokładniejsza tomografia impedancyjna może ocalić stare budynki

Źródło: Adobe Stock
Źródło: Adobe Stock

Wewnętrzną strukturę na przykład starego budynku można dokładniej poznać dzięki wykorzystaniu hybrydowej metody uczenia się do interpretacji pomiarów oporu elektrycznego - informuje pismo „AIP Advances”.

Tomografia impedancyjna (EIT) to nieniszcząca technika obrazowania wnętrza materiałów. Pomiędzy dwiema elektrodami przepływa prąd, tworząc pole elektryczne, a pozostałe elektrody mierzą zniekształcenia tego pola spowodowane niejednorodnościami materiału.

W porównaniu z innymi metodami obrazowania, jak techniki rentgenowskie, tomografia komputerowa i rezonans magnetyczny, EIT jest tańsza i mniej uciążliwa, ponieważ nie wymaga potężnych magnesów ani promieniowania jonizującego. Dlatego ma ogromny potencjał jako stosunkowo tania i łatwa w użyciu nieniszcząca metoda monitorowania stanu budynków, skomplikowanych konstrukcji i materiałów budowlanych na bazie cementu. Jednak dokładność uzyskanych obrazów pozostawia sporo do życzenia.

W celu usprawnienia analizy konstrukcji budynków, naukowcy z Tokyo University of Science połączyli tradycyjne podejście matematyczne (jak metoda Gaussa- Newtona) z najnowocześniejszymi metodami uczenia maszynowego. Hybrydowa metoda uczenia maszynowego AND pozwoliła wyraźnie zwiększyć rozdzielczość tomografii impedancyjnej.

„Z punktu widzenia zapobiegania katastrofom istotna jest analiza degradacji istniejących obiektów wybudowanych w okresie wysokiego wzrostu gospodarczego. Nasza nowa metoda może ulepszyć zastosowanie EIT jako metody badań nieniszczących i przyczynić się do zapobiegania zawalaniu się budynków” – powiedział kierujący badaniami prof. Takashi Ikuno.

Innowacyjna metoda AND wykonuje operacje logiczne 2D na wielu obrazach uzyskanych z EIT w celu wykrycia małych ciał obcych wewnątrz materiałów. W swoim badaniu zespół przetestował metodę AND na rzeczywistych próbkach betonu, korzystając zarówno z danych symulacyjnych, jak i eksperymentalnych, porównując jej skuteczność z IGN. Korzystając z danych symulacyjnych, odkryli, że metoda IGN prowadziła do dużych błędów w zrekonstruowanych obrazach w miarę zmniejszania się rozmiaru ciał obcych. Natomiast metoda AND rekonstruowała położenie i rozmiar ciał obcych dokładniej niż IGN.

„Jednym ze sposobów ulepszenia EIT jest zmiana bieżącego schematu. Zmieniając przestrzenny rozkład pola elektrycznego i łącząc obecne podejście z innymi technikami, można poprawić rozdzielczość wykrywania rozmiaru i położenia obcych cząstek” - dodał Ikuno. (PAP)

Autor: Paweł Wernicki

pmw/ agt/

Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.

Czytaj także

  • Fot. Adobe Stock

    Holenderscy naukowcy opracowali projekt pasażerskiego samolotu elektrycznego

  •  02.10.2020.  EPA/ANTONIO BAT

    Chorwacja/ W Dubrowniku odnotowano najwyższą w historii kraju temperaturę morza

Przed dodaniem komentarza prosimy o zapoznanie z Regulaminem forum serwisu Nauka w Polsce.

newsletter

Zapraszamy do zapisania się do naszego newslettera