新型扫描技术如何帮助维护关键基础设施

该系统正在使用μ子通量红外人工智能扫描仪进行测量测试。图片：Gscan

您能解释一下 GScan 的功能以及实际测量流程吗？
GScan 分析μ子（一种类似于电子的亚原子粒子）在固体结构中的流动。我们已开发出一种技术，能够以 1 毫米的精度和 10 米的深度精确定位建筑环境和基础设施中的缺陷。

我们的扫描仪名为μ子探测器，用于测量μ子流（μ子通量）穿过目标物体时的流量。然后，我们基于机器学习和人工智能的软件会分析μ子的散射和吸收情况，从而生成清晰的材料和缺陷分布图。

该公司具体使用了哪些人工智能分析方法？
GScan 的专有扫描仪用于测量μ子通量。μ子到达海平面时的平均流量约为每平方米每分钟10,000个粒子。扫描仪测量μ子穿过目标物体时的流量，然后由 GScan 的专有机器学习 (AI) 软件分析μ子的散射和吸收情况，从而生成清晰的材料和缺陷分布图。我们在数据分析的各个层面都应用了机器学习技术，这使得我们针对硬件改造的方案更加灵活高效。

您能否谈谈您的一些客户以及您参与过的项目？
我们目前正在进行多个项目，其中最引人注目的项目之一是“结构登月计划”（Structures Moonshot），该项目由我们与英国国家公路局、AtkinsRealis 和 Jacobs 合作开展。该项目旨在寻找评估桥梁状况的最佳新技术。

基础设施技术公司Gscan的首席执行官Marek Helm。图片来源：Gscan

在评估基础设施时，您发现了哪些共同的主题？
气候危机和不断变化的法规意味着，维护关键基础设施、尽可能降低新建成本和减少碳排放比以往任何时候都更加重要。

专家一致认为，最“绿色”的资产是那些已经建成的资产。GScan 的技术能够帮助客户做出明智的决策，从而优化重建工作、资本支出和环境影响。

维护现有基础设施可节省高达 60% 的建筑碳排放，减少数百万吨碳排放，并大幅降低重建成本。

常见的故障和问题有哪些？
腐蚀是建筑环境中一个亟待解决的问题。钢筋混凝土是应用最广泛的人造材料之一，极易受到腐蚀的影响。虽然桥梁的设计寿命通常约为70年，但桥梁内部的钢材腐蚀速度却各不相同。GScan 的技术能够精准检测腐蚀区域，从而有效解决这一问题。

例如，在预应力桥梁中，预应力管道特别容易发生腐蚀。GScan 的技术通过向资产所有者和运营商提供关于其资产完整性的准确数据，消除了疑虑。这不仅可以避免不必要的停用，还能更清晰地了解资产状态，并降低成本。

利用该技术扫描桥梁。图片来源：Gscan

在延长建筑物使用寿命方面，您能否重点介绍一个成功案例？
我之前提到过“结构登月计划”（Structures Moonshot project）。这是英国国家公路局、AtkinsRealis 和 Jacobs 联合开展的项目。该项目旨在寻找评估桥梁状况的最佳新技术。GScan 已被选为最有前景的技术之一。

另一个案例发生在核能领域，我们扫描了两座保存完好的核潜艇反应堆。虽然主要目的是优化退役方案，但我们也重点关注了主要结构和保护结构的完整性。

这项技术未来可能会在哪些方面发展？
我们的愿景是开发一套全自动的软硬件结合人工智能系统，用于识别和评估建筑物及构筑物的结构缺陷。我们最初的重点是实现腐蚀检测的自动化。在此基础上，我们计划创建一个预测模型框架，利用我们的数据来预测未来的腐蚀程度。

这将使我们能够不仅报告当前的腐蚀状况，还能预测未来的腐蚀发展趋势，甚至为桥梁等结构制定全面的翻新计划。在不久的将来，我们希望将输出数据纳入建筑信息模型（BIM）框架。