Innowacyjny system tomograficzny do bezinwazyjnego obrazowania i analizy przestrzennego rozkładu wilgotności w konstrukcjach budowlanych

Netrix S.A. w konsorcjum z Centrum Badawczo Rozwojowym Technologii Informatycznych Sp. z o.o. oraz Lubelską Akademią WSEI realizuje projekt pn. „Innowacyjny system tomograficzny do bezinwazyjnego obrazowania i analizy przestrzennego rozkładu wilgotności w konstrukcjach budowlanych”. 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 mobilnego tomografu mikrofalowego – nowoczesnego, nieinwazyjnego systemu pomiarowego, który umożliwi precyzyjne określenie przestrzennego rozkładu wilgotności w materiałach budowlanych, konstrukcjach drewnianych oraz obiektach o szczególnej wartości historycznej. Planowane do stworzenia urządzenie będzie pracowało w szerokim zakresie częstotliwości 1–25 GHz, co pozwoli na dopasowanie parametrów pomiarowych do specyficznych właściwości różnych materiałów. System zostanie wyposażony w autorskie czujniki mikrofalowe o wysokiej czułości, umożliwiające wykrywanie subtelnych zmian w rozkładzie wilgotności, a lokalizacja zawilgoceń będzie możliwa z dokładnością rzędu kilku centymetrów, przy powtarzalności pomiarów na poziomie ±2%.

Fundamentalnym elementem projektu jest opracowanie dedykowanych algorytmów obejmujących rozwiązanie zagadnienia prostego i odwrotnego w tomografii mikrofalowej. Pierwsza grupa algorytmów będzie modelowała propagację mikrofal w badanym materiale z uwzględnieniem różnic dielektryczności oraz wpływu warunków środowiskowych, druga zaś umożliwi rekonstrukcję i wizualizację rozkładu wilgotności na podstawie zmierzonych sygnałów. Dzięki integracji technologii mikrofalowych z algorytmami sztucznej inteligencji system będzie generował przejrzyste, dwuwymiarowe i trójwymiarowe mapy wilgotności oraz szczegółowe raporty wspomagające podejmowanie decyzji dotyczących konserwacji i remontów. Finalny produkt – odporny na zakłócenia elektromagnetyczne i zmienne warunki atmosferyczne – znacząco usprawni diagnozowanie stanu materiałów oraz identyfikację zagrożeń związanych z zawilgoceniem, podnosząc standardy pomiarów wilgotności w obszarach od oceny stanu technicznego budynków po ochronę dziedzictwa kulturowego.

Rynek docelowy można podzielić na następujące segmenty:

1. Firmy budowlane i remontowe – potrzebują zaawansowanych narzędzi do inspekcji obiektów przed odbiorem oraz diagnostyki zawilgoceń w systemach ściennych i fundamentowych.
2. Branża konserwatorska – instytucje i specjaliści zajmujący się ochroną dziedzictwa, dla których kluczowa jest bezinwazyjna kontrola stanu murów, sklepień i podziemi, gdzie tradycyjne metody diagnostyczne są zbyt inwazyjne lub nieskuteczne.
3. Zarządcy nieruchomości i inspektorzy budowlani – wymagają precyzyjnej lokalizacji przecieków i punktowych źródeł zawilgocenia w budynkach wielorodzinnych i komercyjnych.
4. Przemysł i producenci materiałów budowlanych – firmy zajmujące się prefabrykacją i produkcją materiałów, potrzebujące kontroli zawilgocenia komponentów, m.in. betonu, drewna i cegły.
   Prace w ramach projektu będą realizowane w ramach badań przemysłowych i eksperymentalnych prac rozwojowych, które będą prowadzone przez Lidera i konsorcjantów:

Zadanie 1 – badania przemysłowe – Opracowanie architektury modułów tomografu mikrofalowego (Netrix S.A.) – celem zadania jest opracowanie modułów systemu tomografu mikrofalowego, w tym modułu generowania mikrofal o częstotliwości 1–25 GHz, modułu emisji i detekcji, modułu wzmacniania i filtrowania sygnałów oraz modułu cyfrowego przetwarzania sygnałów mikrofalowych. Powstanie także system wbudowany integrujący poszczególne moduły oraz algorytmy kondycjonowania danych pomiarowych.

Zadanie 2 – badania przemysłowe – Opracowanie algorytmów rekonstrukcji w ramach tomografii mikrofalowej (Lubelska Akademia WSEI) – zadanie obejmuje opracowanie autorskich algorytmów rozwiązania problemu prostego i odwrotnego w tomografii mikrofalowej, z wykorzystaniem m.in. metod Gaussa-Newtona, zbiorów poziomicowych, metod gradientowych, hybrydowych oraz technik regularyzacji. Równolegle powstaną metody redukcji szumów i artefaktów, w tym rozwiązania oparte na sztucznej inteligencji, które poprawią dokładność i wiarygodność rekonstruowanych obrazów.

Zadanie 3 – badania przemysłowe – Badania komponentów warstwy sprzętowej (CBRTI) – celem zadania jest przeprowadzenie badań nad komponentami wysokiej częstotliwości umożliwiającymi pracę w zakresie 1–25 GHz, opracowanie modułu zasilania zapewniającego stabilne i bezpieczne działanie systemu oraz mikroprocesorowego modułu sterowania pomiarami, odpowiedzialnego za akwizycję danych i ich wstępną analizę w czasie rzeczywistym.

Zadanie 4 – badania przemysłowe – Badania zintegrowanych modułów funkcjonalnych tomografu mikrofalowego i implementacja systemu wbudowanego (Netrix S.A.) – zadanie obejmuje integrację komponentów technologii i podsystemów mikrofalowego systemu pomiarowego oraz ich weryfikację w symulowanych warunkach operacyjnych, a następnie osiągnięcie spójnego i stabilnego działania systemu umożliwiającego skuteczne pomiary i rekonstrukcję obrazów w środowisku zbliżonym do rzeczywistego.

Zadanie 5 – badania przemysłowe – Opracowanie algorytmów uczenia maszynowego w ramach mikrofalowego systemu pomiarowego (Lubelska Akademia WSEI) – celem zadania jest opracowanie zaawansowanych algorytmów uczenia maszynowego do automatycznego wykrywania obszarów wilgotnych oraz analizy głębokości i rozkładu wilgotności. Prace obejmą przygotowanie danych treningowych, opracowanie, trenowanie, walidację i optymalizację modeli, m.in. sieci neuronowych, oraz ich implementację w systemie pomiarowym.

Zadanie 6 – badania przemysłowe – Badania i integracja prototypowych modułów funkcjonalnych (CBRTI) – zadanie koncentruje się na opracowaniu wysoko złożonego, wielowarstwowego układu elektronicznego integrującego wszystkie główne funkcjonalności tomografu: tor nadawczo-odbiorczy, wzmacniacze, układy filtrowania, zasilanie, sterowanie i zabezpieczenia, ze szczególnym uwzględnieniem eliminacji przesłuchów międzykanałowych, minimalizacji szumów i skutecznego ekranowania.

Zadanie 7 – prace rozwojowe – Opracowanie ostatecznej wersji prototypu rozwiązania (Netrix S.A.) – w ramach zadania powstanie ostateczna forma prototypu: urządzenie zostanie poddane procesowi miniaturyzacji, opracowana zostanie konstrukcja mechaniczna z obudową i panelem operatorskim, chroniąca urządzenie przed czynnikami zewnętrznymi, a końcowy prototyp będzie zoptymalizowany pod kątem funkcjonalności, trwałości i przygotowania do produkcji.

Zadanie 8 – prace rozwojowe – Opracowanie systemu detekcji i monitorowania stopnia zawilgocenia (Lubelska Akademia WSEI) – celem zadania jest opracowanie aplikacji desktopowej oraz systemu sztucznej inteligencji wspomagającego interpretację wyników pomiarów wilgotności. System będzie automatycznie analizował dane pomiarowe, generował raporty oraz udostępniał intuicyjne interfejsy użytkownika dostosowane do potrzeb odbiorców końcowych.

Zadanie 9 – prace rozwojowe – Miniaturyzacja układów elektronicznych (CBRTI) – zadanie obejmuje miniaturyzację układów elektronicznych tomografu, optymalizację topologii płytek PCB oraz dobór mniejszych komponentów przy zachowaniu parametrów elektrycznych i kompatybilności elektromagnetycznej, co przełoży się na zmniejszenie wymiarów urządzenia i poprawę jego efektywności energetycznej.

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

Wartość projektu: 6 475 282,73 zł
Wysokość wkładu z Funduszy Europejskich: 5 164 836,74 zł
Okres realizacji: lipiec 2026 – grudzień 2028

#FunduszeUE
#FunduszeEuropejskie