Światłowody zamienią się w czujniki: rewolucyjny system monitoringu mostów i tuneli

Europejski projekt badawczy ECSTATIC pokazuje, że istniejące kable światłowodowe mogą pełnić rolę precyzyjnych czujników drgań, naprężeń i mikropęknięć w infrastrukturze krytycznej. Dzięki laserowym impulsom i analizie AI możliwe jest wykrycie uszkodzeń mostów, wiaduktów czy tuneli zanim staną się zagrożeniem – bez instalowania kosztownych, fizycznych sensorów.

Posłuchaj
00:00

Projekt ECSTATIC – wykorzystanie istniejącej infrastruktury

Koordynowany przez Aston University projekt ECSTATIC o wartości 5,1 mln euro testuje tę koncepcję w dużym mieście w Wielkiej Brytanii. Pierwszym obiektem pilotażowym jest intensywnie eksploatowany wiadukt kolejowy z epoki wiktoriańskiej.

Celem jest wykrywanie subtelnych przesunięć konstrukcji, naprężeń i drgań w czasie rzeczywistym, poprzez przesyłanie impulsów światła laserowego przez kable światłowodowe.

– Naszym celem jest stworzenie globalnego układu nerwowego dla krytycznej infrastruktury – mówi profesor David Webb, koordynator projektu ECSTATIC. – Chcemy przekształcić istniejące światłowody w całodobowy system wczesnego ostrzegania, zdolny do wykrywania najmniejszych wstrząsów czy mikropęknięć, zanim dojdzie do katastrofy. Jeśli się to uda, różnica będzie polegała na tym, że zamiast usuwać skutki tragedii, będziemy mogli zawczasu naprawić problem.

Alternatywa dla kosztownych czujników fizycznych

Tradycyjne rozmieszczenie czujników na całych sieciach transportowych i energetycznych wymagałoby nakładów liczonych w miliardach oraz wiązałoby się z dużymi utrudnieniami. ECSTATIC stawia na wykorzystanie infrastruktury, która już istnieje.

Na pierwszym stanowisku testowym naukowcy wysyłają ultradokładne impulsy laserowe przez zakopane w ziemi kable światłowodowe. Przejeżdżające nad nimi pociągi powodują minimalne ugięcia i wibracje włókien. Zmiany te wpływają na zachowanie światła w kablu – modyfikują jego fazę i polaryzację, tworząc optyczny „odcisk palca” sił działających na konstrukcję.

Analizując te zmiany z wykorzystaniem nowego fotonicznego układu scalonego z podwójnym mikrogrzebieniem częstotliwości oraz zaawansowanego przetwarzania sygnałów opartego na sztucznej inteligencji, projekt ECSTATIC dąży do identyfikacji wczesnych oznak uszkodzeń lub zmęczenia materiału – bez zakłócania przesyłu danych internetowych.

Potrzeba proaktywnego monitorowania

– Pęknięcia w mostach, wiaduktach czy tunelach nie dają o sobie znać wprost – konstrukcje zużywają się powoli i po cichu, a pierwsze objawy awarii są niewidoczne aż do momentu krytycznego. W Wielkiej Brytanii i w wielu krajach Europy mamy setki starzejących się mostów kolejowych, po których codziennie przejeżdżają miliony pojazdów. Wiele z nich pochodzi z czasów wiktoriańskich i bez odpowiedniego monitoringu mogą stać się tykającą bombą – podkreśla Webb.

Jeśli brytyjskie testy zakończą się sukcesem, technologia może zostać wdrożona w całej Europie, zapewniając bezpieczniejsze i inteligentniejsze monitorowanie infrastruktury za ułamek kosztów tradycyjnych systemów.

Partnerzy projektu

Projekt ECSTATIC, realizowany do lipca 2028 r., zrzesza 13 europejskich partnerów, w tym uniwersytety z Padwy, L’Aquili, Chalmers, Alcalá i West Attica, a także firmy i instytucje takie jak Telecom Italia Sparkle, OTE Group, Nokia, Network Rail, MODUS, szwajcarska firma Enlightra SARL oraz grecki instytut sejsmologii NOA.

 

Źródło: The Engineer

Powiązane treści
Rynek czujników obrazu CMOS przekroczy 30 mld USD do 2030 roku – mobilność, motoryzacja i bezpieczeństwo napędzają wzrost
Ogniwa słoneczne zasilą elektronikę prosto ze światła w pomieszczeniach
Dotykowe czujniki indukcyjne - nowy wymiar interfejsu HMI
Drukowany w 3D czujnik auksetyczny napędza rozwój elektroniki ubieralnej i robotyki
Najnowocześniejsze przetwornice DC-DC i czujniki MEMS
Czujniki kwantowe
Czy do 2030 roku na rynku pojawią się czujniki kwantowe?
Jak tanio połączyć czujniki w sieć dla systemów zarządzania budynkiem
Zobacz więcej w kategorii: Gospodarka
Komponenty
Kiedy podejście open source hardware zdominuje rynek?
Komponenty
SiTime Titan: najmniejszy rezonator na świecie otwiera nową erę elektroniki
Aktualności
Jesienny bonus dla klientów sklepu internetowego firmy Renex
Produkcja elektroniki
Wolfspeed wprowadza płytki z węglika krzemu o średnicy 200 mm
Komunikacja
Programowalny zagłuszacz 360° AARONIA wyznacza nowe standardy w walce elektronicznej
Zasilanie
Technologia Siemens na pokładzie jachtu Bluegame – nowy wymiar bezpieczeństwa i efektywności
Zobacz więcej z tagiem: Projektowanie i badania
Technika
Przegląd rozwiązań układowych do generowania napięć ujemnych
Seminarium
Webinar: Jak wykorzystać Arduino do wyjścia poza prototypowanie w automatyce przemysłowej?
Opinie
Open EDA stworzy chip

Od pomysłu do produktu w kilka dni: siła szybkiego prototypowania PCB

Współczesny rynek elektroniki zmienia się w bezprecedensowym tempie. Produkty, które jeszcze dekadę temu mogły cieszyć się zainteresowaniem konsumentów przez lata, dziś stają się przestarzałe w ciągu miesięcy. To przyspieszenie jest napędzane przez zbieżność kilku potężnych sił, a wśród nich przez nieustanną presję konkurencji, gwałtowne przemiany technologiczne oraz rosnący apetyt użytkowników na nowe funkcje i wyższą wydajność.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów