Всероссийский исследовательский центр авиационных материалов (ВИАМ) представил революционную разработку в области безопасности инфраструктуры. Ученые создали нейросеть, способную в автоматическом режиме отслеживать развитие усталостных трещин в металлических конструкциях. Разработанная система использует трехмерную сверточную нейронную сеть с 20 скрытыми слоями, адаптирующую архитектуры ResNet, VGG-16 и U-Net.

Уникальность решения заключается в способности анализировать не отдельные изображения, а серии последовательных снимков деформируемого образца, что значительно повышает точность обнаружения дефектов. Для повышения эффективности работы системы на контролируемые конструкции наносятся специальные метки-штрихкоды, служащие ориентирами для нейросети. Это позволяет калибровать систему видеофиксации и получать более точные результаты измерений.

Кинетическая диаграмма разрушения, полученная с использованием нейросетевой модели, демонстрирует больший объем наблюдений и меньшую дисперсию ошибки аппроксимации результатов.

Особенность архитектуры заключается в сочетании сужающегося и расширяющегося путей обработки данных. До девятого скрытого слоя происходит укрупнение карт признаков с удвоением каналов, а после десятого – увеличение размерности с уменьшением каналов вдвое. Такой подход обеспечивает высокую точность определения геометрических параметров трещин.

Исследование проводилось на базе Центра коллективного пользования «Климатические испытания» НИЦ «Курчатовский институт» – ВИАМ в рамках реализации комплексного научного направления по фундаментально-ориентированным исследованиям и неразрушающему контролю материалов. Работа является частью стратегической программы развития материалов и технологий их переработки до 2030 года.

Новая технология призвана заменить трудоемкий процесс ручного мониторинга усталостных трещин, значительно повысив эффективность и надежность контроля состояния металлических конструкций.