• Nekoreguojami

Nekoreguojami

2025. 01. 24 -

FTMC fizikės indėlis Vokietijoje: prisidėjo prie inovatyvaus medienos atliekų rūšiavimo

Dr. Dovilė Čibiraitė-Lukenskienė. Industrinės matematikos instituto Fraunhofer ITWM nuotrauka
2024-ųjų birželį FTMC Optoelektronikos skyriuje pradėjo dirbti fizikė dr. Dovilė Čibiraitė-Lukenskienė. Ji tyrinėja terahercus, kurie elektromagnetinių bangų spektre „įsitaisę“ tarp mikrobangų ir infraraudonosios spinduliuotės. Mokslininkė su kolegomis vysto aukštadažnes technologijas, iš kurių daug tikimasi tokiose svarbiose srityse kaip kokybės kontrolė, saugumas ar greitesnis bevielis ryšys.
 
Vilniaus universitete pabaigusi bakalauro ir magistro studijas, 2016-aisiais D. Čibiraitė-Lukenskienė išvyko į Vokietiją: apgynė daktaro disertaciją Frankfurto Johano Volfgango Giotės universitete, o vėliau mokslinį kelią tęsė industrinės matematikos institute Fraunhofer ITWM.
 
Visus tuos metus mokslininkę domino terahercų bangų savybės ir su jais susiję tyrimai jutiklių taikymo spektroskopijos, vaizdinimo, ryšio ar kitose mokslinėse sistemose. Viename iš projektų, dirbant Fraunhofer ITWM, terahercinės bangos pravertė iš pirmo žvilgsnio netikėtai sričiai – idėjai stambiagabarites medienos atliekas rūšiuoti ekologiškiau. Siekiama, kad, panaudojus ištobulintus jutiklius, dirbtinis intelektas prie konvejerio savarankiškai atpažintų, kurios atliekos tinkamos perdirbti, o kurios – jau nebe.
 
Šia tema Dovilė skaitė pranešimą aukšto lygio optoelektronikos mokslo konferencijoje APROPOS 19, kuri rudenį vyko FTMC. Apie tai užsimena ir Fraunhoferio bendruomenės (vok. Fraunhofer Gesellschaft) iniciatyva išleista speciali knyga „Female Researchers in Focus – We Create Change“. Leidinys skirtas pristatyti instituto bendruomenės mokslininkių darbus ir padrąsinti jaunimą rinktis technologijos mokslų specialybes, kurios, nepaisant sunkumų, yra labai įdomios.
 
Šioje knygoje publikuotas straipsnis, kuriame pasakojama, kaip lietuvės užsispyrimas ir drąsa padėjo jai tapti fizike ir kodėl sunkumai jos negąsdina. Šį tekstą (anglų k.) galite skaityti paspaudę šią nuorodą Fraunhofer ITWM internetinėje svetainėje
.
O mes mokslininkę kalbiname apie visiems aktualų minėtąjį mokslinį projektą.
 
 
(Dr. Dovilė Čibiraitė-Lukenskienė. FTMC nuotrauka)
 
Kokią problemą šiuo metu turime kalbant apie stambiagabarites medžio atliekas?
 
Dabartinė automatizuoto atliekų rūšiavimo tvarka yra tokia: į didesnes atliekų perdirbimo įmones atvežtus senus baldus ir kitas stambiagabarites atliekas ekskavatorininkas deda ant konvejerio, ir iš medienos atliekų masės atsakingi darbuotojai išima daiktus, priskiriamus kitai kategorijai (dažnai pasitaiko aiškiai matomų metalo, plastiko ar kitų papildomų atliekų). Tuomet atliekų tvarkymo aikštelėje mediena važiuoja toliau ir susmulkinama iki kelių centimetro dydžio gabalėlių.
 
Kitas etapas: su rentgeno aparatu skenuojama, ar tuose gabalėliuose yra likusių plika akimi nematomų metalinių atplaišų, o suspaustas oras jas išstumia. Galiausiai mediena dar labiau susmulkinama ir išvežama į atliekamų deginimo vietas.
 
Viskas čia būtų lyg ir gerai – tačiau, kalbant iš ekonominio ir ekologinio požiūrio, atliekų deginimas turėtų būti pats paskutinis sprendimas, kai jau žinai, kad niekur kitur jos nebetiktų. O jeigu norime turėti didesnę naudą, reiktų, kad tinkamos atliekos būtų dar kartą panaudojamos ir galėtų grįžti į ekonomiką. Pavyzdžiui, kokybišką senų baldų medieną galėtume perdirbti į paletes ar popierių. Šitaip tartum duodame antrą gyvenimą medžiagai prieš sudeginant. Tačiau dabartinės technologijos kol kas neleidžia efektyviai ir tiksliai nustatyti atliekų tinkamumo.  
 
 
(Pexels.com nuotrauka)
 
Kuo čia gali praversti terahercinės bangos – ir kokia buvo Tavo užduotis?
 
Mes siekėme automatizuoti patį rūšiavimo procesą, kuriame nereikėtų žmogaus – ir kad tinkamų perdirbimui medienos atliekų būtų atrenkama daugiau. O tokiam kokybiškesniam darbui gali padėti keturios jutiklių sistemos (vieną iš jų tobulinau ir aš): šiluminė, artimoji infraraudonajai, regimosios šviesos ir terahercinė. Šitaip skirtingais būdais mes stebime konvejeriu judančias stambiagabarites atliekas ir įrašome gautus vaizdus, kuriuos paskui pateikiame kaip mokymosi priemonę dirbtiniam intelektui. Viena ligšiolinių problemų, trukdančių automatizuoti tokį darbą, buvo vaizdinių duomenų bazių trūkumas. Todėl reikėjo jas susikurti.
 
Šiuo metu išrūšiuojama 50–60 proc. visos medienos. Su buvusiais projekto partneriais esame apskaičiavę, kad, pasitelkus naująją technologiją, robotas ar mašina galėtų tinkamas perdirbimui medienos atliekas atskirti apie 90 proc. tikslumu. Tikiuosi, kad tai pritaikius praktikoje kartu su papildomų atliekų išrinkimu, pavyktų išrūšiuoti mažiausiai 70–80 proc. medienos.
 
Kitas privalumas: algoritmas atrūšiuotų ne tik medžio atliekas, bet ir nustatytų, kurios yra mažiau užterštos, kurios – daugiau. Tai irgi svarbu, nes „sveiką“ medieną galėtume panaudoti kelis kartus lyginant su ta, kuri užteršta kancerogeniniais lakais ir turi būti iškart sudeginta itin aukštoje temperatūroje.
 
 
(Pexels.com nuotrauka)
 
Kaip pasibaigė šis Tavo ir Vokietijos mokslininkų etapas – ir kas jų laukia toliau?
 
Buvo sukurtas demonstracinis prietaisas, kuris sugeneravo daug realių stambiagabaričių atliekų ir įvairių medienos tekstūrų vaizdų. Dabar projekte dalyvaujantys mokslininkai bando atrinkti, kurie kompiuterio neuroninių tinklų algoritmai geriausiai veikia ir kurios elektromagnetinių bangų jutiklių sistemos labiausiai naudingos automatizuotam rūšiavimui.
 
Kitas laukiantis žingsnis – nuvykti į stambiagabaričių atliekų rūšiavimo įmonę, turinčią konvejerį. Bus bandoma sukurtą prietaisą įstatyti į sistemą ir pažiūrėti, kaip ji veikia realiomis darbo sąlygomis.
 
Su nekantrumu laukiu šio projekto rezultatų ir tikiuosi, jog ryšys su Fraunhoferio bendruomene nenutrūks ir tęsis įgyvendinant naujus tarptautinius projektus.
 
Parengė Simonas Bendžius
SK inovacijos 2-f6b3932681f9cad966dff0b98ef273ec.jpg
2024. 11. 11 - FTMC ekspertai – didžiausioje praktinėje konferencijoje „Saugumo kodas“ FTMC buvo vienas iš renginio partnerių.
Dovilė 1-a02a6af920a5df7f1dfb94a3b3ac2815.jpg
2024. 10. 28 - Komunikacija tarp robotų ir matymas „kiaurai“: ko galime tikėtis iš lietuvių kuriamų naujos kartos jutiklių? Šią mokslinę temą vysto FTMC fizikė dr. Dovilė Čibiraitė-Lukenskienė.
5 Tadas Matijošius-1ec50cdcdc49696ef3ffc5263eddfc79.jpg
2024. 10. 17 - Aliuminio detalės tarnaus iki 20 kartų ilgiau: lietuvių technologija žada proveržį automobilių, gynybos ir aviacijos pramonėje FTMC tribologas dr. Tadas Matijošius su komanda pirmieji pasaulyje pasiekė tokį efektyvumo lygį.
Gintaras Valusis 1-82b799be05a16614f49094d7ecf48098.jpg
2024. 09. 30 - APROPOS 19: Vilniuje rinksis pasaulinės optoelektronikos ir terahercų mokslo žvaigždės Apie tarptautinę konferenciją pasakoja jos organizatorius prof. habil. dr. Gintaras Valušis.