Ar ateis laikas, kai lėktuvai nebeges? Kaunas telkia neardomųjų bandymų ekspertus

Praėjusiais metais visame pasaulyje buvo užfiksuota daugiau kaip 500 komercinės paskirties lėktuvų avarijų. Statistiškai dauguma jų kyla dėl žmogiškojo faktoriaus klaidų, o penktadalį avarijų lemia techniniai gedimai. Mokslininkai nuolat kuria išradimus, padedančius užkirsti tam kelią. Panašius galvosūkius bando įveikti ir Kaune susibūrę mokslo ekspertai.

Pasak mokslininkų, orlaivio techninių gedimų grėsmę sumažinti padeda patikrai taikomi neardomųjų bandymų metodai, kurie gali turėti įtakos prognozuojamai ir garantuojamai objektų saugios eksploatacijos trukmei. Būtent jie padeda galiausiai įvertinti tiesioginio pavojaus gyvybei ir sveikatai riziką.

„Neardomieji bandymai – tai tyrimai, įgalinantys aptikti medžiagos ar tiriamos konstrukcijos nevientisumus, defektus, mažinančius objekto eksploatacijos patikimumą, nesuardžius ir nesugadinus tiriamo objekto“, – paaiškina Kauno technologijos universiteto (KTU) profesorė Elena Jasiūnienė.

Anot KTU prof. K. Baršausko ultragarso mokslo institute dirbančios mokslininkės, tam gali būti naudojama ultragarsas, rentgenografija, sūkurinės srovės ir pan.  E. Jasiūnienė pabrėžia, kad aviacijos srityje taikomi tik neardomųjų bandymų metodai, siekiant nustatyti, ar neatsirado defektų lėktuvų eksploatacijos metu. „Nes pritaikius ardomuosius bandymus, detalė tiesiog būtų nebetinkama naudojimui“, – paaiškina mokslininkė.

Jos teigimu, neardomųjų bandymų privalumas ir yra tai, kad jie nesuardo tiriamo objekto, bet leidžia „pamatyti“, ar struktūros viduje neatsirado defektų, kurie sumažintų objekto eksploatacijos patikimumą.

„Ardomieji bandymai taip pat gali aptikti defektus medžiagoje, tik tyrimo metu objektas yra suardomas, pavyzdžiui, mechaniškai tempiant, spaudžiant ar atliekant panašius veiksmus“, – patikslina ji.

Neardomieji bandymai aviacijos srityje taikomi ne vienerius metus. Taip pat šie metodai naudojami testuojant gaminių prototipus atominių elektrinių, chemijos gamyklų veikloje, geležinkelių, tiltų, laivų statyboje ir kitose srityse.

Testavimą keičia skaitmenizacija ir dirbtinis intelektas

Vis dėlto, tyrėjų manymu, nauja yra tai, kad neardomųjų bandymų sritis patiria transformacijas, būdingas šiuolaikiniam mokslui ir pramonei. Bene didžiausią poveikį daro skaitmenizacijos procesai.

Anot mokslininko Serge dos Santos, atliekančio tyrimus INSA Val de Loire centre Prancūzijoje, pavyzdžiui, ultragarso vizualizacijos naujovės yra susijusios su pažanga, pasiekta fundamentaliosios fizikos, signalų apdorojimo, prietaisų ir duomenų analizės srityse.

Jo manymu, jau netolimoje ateityje nauji ultragarso srities išradimai atsiras iš sąveikos su dirbtiniu intelektu, vadinamuoju giliuoju mokymusi (angl. deep learning) ir didžiaisiais duomenimis (BigData).

„Tikrai taip, naujausi pasiekimai daro įtaką ir tyrimams ultragarsu“, – jo mintį patvirtina ir E. Jasiūnienė.  Profesorės teigimu, jau tapo įprasta, kad daugelyje šiuolaikinių mokslo projektų pageidaujama ne tik informacijos atvaizdavimo mokslininkui suprantama forma.

Šiais laikais kuriamos IT programos, kurios, išanalizavusios ultragarsinius signalus, priima sprendimą ar pateikia siūlymus. Jos tarsi uždega raudoną, žalią ar geltoną „šviesoforo“ signalą.

„Žinoma, tai reikalauja dirbtinio intelekto – reikalingi sudėtingi algoritmai, kurie analizuodami ultragarsinius signalus, sugebėtų priimti sprendimus“, – teigia E. Jasiūnienė.

Anot profesorės, programos pagal gautus duomenis tarsi savarankiškai analizuoja ir nustato situaciją: jei struktūra gera ar be defektų – priskiriama žaliai kategorijai. Jeigu identifikuotas defektas pavojingas, detalės naudoti negalima – degama raudona spalva. Neaiškios situacijos atveju uždegama geltona spalva – reikalinga eksperto konsultacija.

Gento universiteto Belgijoje profesorius Mathias Kersemans kaip ateities tendenciją įžvelgia tai, kad šiuolaikinėse laboratorijose taikomus metodus perims ir plačiai pritaikys pramonė. Ji dalį procesų taikys kombinuodama skirtingus duomenų gavimo būdus.

Dėmesio objektas – jaunoji mokslininkų karta

Pasvarstyti šiomis temomis mokslininkus paakino gegužę KTU „Santakos“ slėnyje vykusi projekto NDTonAir mokslinė mokykla „Neardomosios kontrolės signalų ir vaizdų apdorojimas“, subūrusi mokslininkus ne tik iš Lietuvos, bet ir  iš Vokietijos, Prancūzijos, Italijos. Mokykloje taip pat buvo surengtas mokslinis seminaras „Ultragarsinė vizualizacija“, kuriame pranešimus skaitė žinomi šios srities ekspertai.

NDTonAir yra mokymosi konsorciumas, kuris telkia tyrėjus besidominčius aviacinių konstrukcijų neardomųjų bandymų ir stebėsenos sistemomis. Tarptautinis tinklas jungia ne aukštąsias mokyklas iš įvairių šalių, tačiau ir gerai žinomas kompanijas, tarp kurių – oro linijų bendrovė „Brussels Airlines“, korporacijos „Siemens AG“ tyrimų padalinys Vokietijoje.

„Tai, kad esame šio projekto partneriai, rodo, jog esame vertinami Europoje dėl savo vykdomų tyrimų neardomųjų bandymų srityje. Tokio tipo projektai pirmiausia yra vertingiausi jame dirbantiems jauniesiems mokslininkams“, – pastebi E. Jasiūnienė, besidžiaugianti, kad H2020 Marie Sklodowska-Curie programos lėšomis įgyvendinamas projektas suburia jaunąją mokslininkų kartą ir suteikia jai sąlygas gilinti žinias bei atlikti tyrimus tarptautinėje komandoje.

Projektas buria 15 jaunųjų tyrėjų komandą, kuriai atstovauja KTU Ultragarso mokslo institute tyrimus atliekančios doktorantės Bengisu Yilmaz ir Jaishree Vyas.

„Konkursas dirbti šiame projekte buvo tikrai nemažas, tai leido atrinkti gerus kandidatus ir kandidates, kurie vykdytų mokslinius tyrimus šiame projekte, tuo atnešdami pridėtinę vertę ir institutui“, – sako E. Jasiūnienė.

Pasak E. Jasiūnienės, mokslinė mokykla KTU Santakos slėnyje leido supažindinti ne tik jaunuosius tyrėjus, bet ir projekto partnerius su vykdomais tyrimais ir turima infrastruktūra.

Telkia intelektinį potencialą

Ultragarso mokslo tyrėjus telkiantis institutas yra įsikūręs KTU „Santakos“ slėnyje, kuris, be minėtos organizacijos, po vienu stogu vienija ir integruoja stambiausių Kauno mokslo ir studijų institucijų ir verslo įmonių veiklas.

Dažnai įvairiuose mokslo slėniuose ir specializuotuose klasteriuose besilankantis mokslininkas Stefano Laureti iš Italijos sako, kad tokio pobūdžio renginiai, vykstantys Europoje įsikūrusiuose mokslo ir verslo slėniuose, sudaro galimybę išvystyti aukštą inovacijų lygį, kurį „tik pažangus mokslinių tyrimų centras gali suteikti pramonei“.

„Kita vertus, aiškūs pramonės uždaviniai padeda universitetams daugiau dėmesio skirti realiam gyvenimui ir praktinėms veikloms“, – teigia jis.

Mokslininko Serge‘o dos Santoso nuomone, dažnai pavienius universitetus riboja vidiniai ištekliai, todėl pakankamą lygmenį išvystyti leidžia tik integruoti centrai, kurių veiklos strategija balansuoja tarp mokslinių interesų ir vietinio regiono poreikių.

S.Laureti pabrėžia, kad talentingus tyrėjus telkiantys mokslo ir verslo dariniai gali būti puikus įrankis, siekiant išlaikyti intelektinį potencialą savo šalyje. „Tokios organizacijos yra labai patrauklios vietos pramonei ir gali būti labai svarbios siekiant užkirsti kelią geriems tyrėjams išvykti į užsienį“, – teigia jis, apgailestaudamas, kad Italijoje tokių organizacijų labai trūksta.

Jam antrina ir kolega iš Vokietijos Drezdeno technikos universiteto Berndas Köhleris. Profesoriaus įsitikinimu, bendradarbiavimas skatina mokslo pažangą. Jis pabrėžia, kad didžiausią postūmį duoda tarptautinės mokslo finansavimo programos, įgalinančios tyrimus atlikti ne vienos valstybės mastu.