KI entdeckt Risse in kritischen Materialien

11. Juni 2019, 12:45 Uhr
Risse in kritischen Materialien. Bild: Pixabay, Public Domain
Risse in kritischen Materialien. Bild: Pixabay, Public Domain
Ein winziger Riss in einem Kernreaktor, Wolkenkratzer, einer Brücke oder Damm kann zu katastrophalen Folgen führen. Beispielsweise hat der Einsturz einer Brücke in Genua letztes Jahr über 30 Menschen das Leben gekostet und viele Anwohner aus ihren Häusern vertrieben. Bei Kernrektoren sind die Konsequenzen von Materialschäden noch übler. KI kann hier helfen.

Die Inspektion kritischer Systeme wie Kernreaktoren ist kompliziert und zeitaufwändig. Von einem automatischen Risserkennungssystem aufgenommene Videos führen nicht selten zu falsch positiver Erkennung kleiner Kratzer oder Schweißnähten als Risse, so dass diese Videos durch Menschen Bild für Bild überprüft müssen. Auch hier steckt eine Quelle für menschliche Fehler.

KI-Risserkennung

Ein System der Purdue University nutzt künstliche Intelligenz, um Risse in Videos von Kernreaktoren präzise zu erkennen. Statt Menschen wertet hier KI das Video Bild für Bild mit gleichbleibender Leistung aus, um kritische Risse zu erkennen. Die KI ist zudem in der Lage, einen Riss von einem Bild zum nächsten zu verfolgen.

Die beteiligten Forscher glauben, dass ihr neues KI-System ein großer Sprung für Inspektionsverfahren ist und die Möglichkeit bietet, Unfälle, Todesfälle und Wartungskosten zu reduzieren. Das System liefert dann einem menschlichen Beurteiler quantitative Informationen zur Dicke und Länge der Risse.
  
KI hilft dabei, Strukturschäden vor katastrophalen Vorfällen zu identifizieren und zu beheben. Video: Purdue University

Video-Inspektion durch KI

Der Anwender kann gezielt die spezifischen Bilder ansehen, auf welche die Software verweist, um die indizierten Risse zu untersuchen und adäquate Maßnahmen einzuleiten. Die Software wurde an 20 Inspektionsvideos von Kernkraftwerken getestet. Die KI lieferte dabei robustere Bewertungen als jeder andere Ansatz. Das System hat noch viele weitere denkbare Anwendungen, wie z. B. das Erkennen von Rissen an großen Gebäuden, Straßen, Brücken und Windkraftanlagen. Das kann basierend auf angepassten Daten neu programmiert werden, um Risse in verschiedenen Strukturen und Materialien zu erkennen.

Das Forscher-Team meint, dass das System auch mit Robotern und Drohnen eingesetzt werden könne, um große Mengen visueller Daten zu sammeln. Damit wäre es auch möglich, die Künstliche Intelligenz zur schnellen Erkennung von Schäden am strukturellen Zustand von Gebäuden, Straßen und Dämmen nach Erdbeben und anderen Naturkatastrophen einzusetzen.
 
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