Wie neue Scan-Technologien zur Aufrechterhaltung kritischer Infrastrukturen beitragen könnten

Das System testet Messungen mit Myon Flux Infra AI-Scannern. Bild: Gscan

Können Sie erklären, was GScan macht und wie die Vermessung in der Praxis abläuft?
GScan analysiert den Fluss von Myonen, subatomaren Teilchen, die Elektronen ähneln, durch feste Strukturen. Wir haben eine Technologie entwickelt, mit der sich Defekte in der gesamten bebauten Umwelt und Infrastruktur bis auf 1 mm genau und in einer Tiefe von bis zu 10 m lokalisieren lassen.

Unsere Scanner, sogenannte Hodoskope, messen den Fluss von Myonen (Myonenfluss), wenn diese durch ein Objekt von Interesse strömen. Die Streuung und Absorption der Myonen werden dann von unserer auf maschinellem Lernen und KI basierenden Software analysiert, um klare Karten von Materialien und Defekten zu liefern.

Welche KI-Analysen genau nutzt das Unternehmen?
Die proprietären Scanner von GScan messen den Myonenfluss. Myonen erreichen den Meeresspiegel mit einem durchschnittlichen Fluss von etwa 10.000 Partikeln pro Quadratmeter und Minute. Die Scanner messen Myonen, wenn sie durch ein Objekt von Interesse fliegen, und die Streuung und Absorption der Myonen werden dann von GScans proprietärer Software für maschinelles Lernen (KI) analysiert, die klare Karten von Materialien und Defekten liefert. Wir wenden maschinelles Lernen auf jeder Ebene der Datenanalyse an, was unseren Ansatz für Hardwaremodifikationen flexibler und schneller zu entwickeln macht.

Könnten Sie etwas über Ihre Kunden und Projekte sagen, an denen Sie gearbeitet haben?
Derzeit laufen viele Projekte, aber eines der interessantesten heißt Structures Moonshot und wird gemeinsam mit UK National Highways, AtkinsRealis und Jacobs durchgeführt. Ziel des Projekts ist es, die besten neuen Technologien zur Bewertung des Zustands von Brücken zu finden.

Marek Helm, CEO des Infrastrukturtechnologieunternehmens Gscan. Bild: Gscan

Welche gemeinsamen Themen entdecken Sie bei der Bewertung der Infrastruktur?
Angesichts der Klimakrise und sich ändernder Vorschriften ist es wichtiger denn je, kritische Infrastrukturen zu erhalten, die Kosten für Neubauten zu minimieren und den CO2-Ausstoß nach Möglichkeit zu reduzieren.

Experten sind sich einig, dass die „grünsten“ Gebäude jene sind, die bereits gebaut sind. Die Technologie von GScan ermöglicht es Kunden, fundierte Entscheidungen darüber zu treffen, wie sie den Wiederaufbauaufwand, die Investitionsausgaben und die Umweltauswirkungen optimieren können.

Durch die Erhaltung der vorhandenen Infrastruktur können potenziell bis zu 60 % der CO2-Emissionen beim Bau eingespart werden, was Millionen Tonnen Kohlenstoff einspart und zu einer erheblichen Reduzierung der Wiederaufbaukosten führt.

Was sind die häufigsten Fehler und Probleme?
Korrosion ist ein dringendes Problem in der gebauten Umwelt. Stahlbeton, eines der am häufigsten verwendeten von Menschenhand hergestellten Materialien, ist anfällig für dieses Problem. Obwohl Brücken normalerweise für eine Lebensdauer von etwa 70 Jahren ausgelegt sind, kann der Stahl in ihnen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit korrodieren. Die Technologie von GScan bietet eine Lösung durch die genaue Erkennung korrodierter Bereiche.

Bei Spannbetonbrücken sind beispielsweise die Spannkanäle besonders anfällig für Korrosion. Die Technologie von GScan beseitigt Zweifel, indem sie den Eigentümern und Betreibern von Anlagen genaue Daten über die Integrität ihrer Anlagen liefert. Dies kann unnötige Außerbetriebnahmen vermeiden und weitaus mehr Klarheit über den Zustand der Anlage ermöglichen sowie Kosten senken.

Ein Scan einer Brücke mithilfe dieser Technologie. Bild: Gscan

Gibt es eine Erfolgsgeschichte, die Sie im Hinblick auf die Verlängerung der Lebensdauer einer Struktur hervorheben möchten?
Ich habe das Structures Moonshot-Projekt erwähnt. Es ist ein Gemeinschaftsprojekt von UK National Highways, AtkinsRealis und Jacobs. Ziel des Projekts ist es, die besten neuen Technologien zur Beurteilung des Zustands von Brücken zu finden. GScan wurde als eine der vielversprechendsten ausgewählt.

Eine weitere Geschichte betrifft den Nuklearsektor, wo wir zwei konservierte Atomreaktoren von U-Booten untersuchten. Obwohl das Hauptziel darin bestand, den Stilllegungsplan zu optimieren, haben wir auch die Integrität der Hauptstrukturen und der Konservierungsstrukturen hervorgehoben.

Wohin könnte sich diese Technologie in Zukunft entwickeln?
Unsere Vision ist die Entwicklung eines vollautomatischen kombinierten Hardware- und KI-Systems, das strukturelle Schwächen in Gebäuden und Bauwerken erkennen und bewerten kann. Unser erster Schwerpunkt liegt auf der Automatisierung der Korrosionserkennung. Darüber hinaus möchten wir ein prädiktives Modellierungsframework erstellen, das unsere Daten nutzt, um zukünftige Korrosionsgrade vorherzusagen.

Auf diese Weise könnten wir nicht nur den aktuellen Korrosionszustand melden, sondern auch den zukünftigen Korrosionsverlauf abschätzen und sogar umfassende Sanierungspläne für Bauwerke wie Brücken entwickeln. In naher Zukunft möchten wir unsere Ausgabedaten in das Building Information Modelling (BIM)-Framework integrieren.