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Build and development of smart ultrasonic nondestructive evaluation

Research Project

Project/Area Number 20H02230
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 22020:Structure engineering and earthquake engineering-related
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

HIROSE SOHICHI  東京工業大学, 環境・社会理工学院, 教授 (00156712)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 斎藤 隆泰  群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (00535114)
中畑 和之  愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (20380256)
古川 陽  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (60724614)
丸山 泰蔵  愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 准教授 (90778177)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
Keywords超音波非破壊評価 / 超音波イメージング / 時間反転法 / 粒子フィルタ法 / MUSIC / スパース推定法 / 深層学習 / シミュレーション / AI / 数値シミュレーション / スパースモデリング / 最適化
Outline of Research at the Start

昨今,熟練検査技術者が減少する中で,多数で多様なインフラ構造物を適切に検査するために非破壊検査手法の効率化を図る必要がある.そこで最近注目されている深層学習に代表されるAIを超音波非破壊評価に応用する.ただし,本研究では単に多量のデータを利用するのではなく,まず最適化による重要因子を抽出して超音波法を効率化する.その後,数値シミュレーションを併用してAIを適用することによってスマート超音波非破壊評価システムを構築した上で,実用的課題への応用を通して国内外へ展開する.

Outline of Final Research Achievements

In this study, ultrasonic imaging methods were improved by combining numerical simulation and measurement, and an efficient ultrasonic nondestructive evaluation system using AI was constructed using the resulting image data. For this purpose, the following three items have been developed: development of new mathematical models for ultrasonic simulation, improvement of ultrasonic imaging methods, and construction of nondestructive evaluation by deep learning using the measured and simulated data.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

構造物の安全性を確保するために非破壊検査は重要な役割を果たしているが,昨今熟練検査員の不足が懸念されており,このため効率的な非破壊評価システムの構築が急務となっている.AIの利用はその解決策として有望視されているが,効率的で精度の高い評価のためには大量の画像データを必要とする.そこで,本研究では,計測データとそれを補間する数値シミュレーションデータを用いてAIの持つ課題を解決し,効率的超音波非破壊評価システムを構築したものである.

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (162 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (51 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 33 results,  Open Access: 25 results) Presentation (111 results) (of which Int'l Joint Research: 16 results,  Invited: 18 results)

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    • Author(s)
      古川陽, 松村耕佑, 斎藤隆泰, 廣瀬壮一
    • Journal Title

      Japanese Journal of JSCE

      Volume: 79 Issue: 15 Pages: n/a

    • DOI

      10.2208/jscejj.22-15024

    • ISSN
      2436-6021
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    • Journal Title

      Japanese Journal of JSCE

      Volume: 79 Issue: 15 Pages: n/a

    • DOI

      10.2208/jscejj.22-15007

    • ISSN
      2436-6021
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    • DOI

      10.11532/structcivil.69A.617

    • ISSN
      1881-820X
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      Japanese Journal of JSCE

      Volume: 79 Issue: 15 Pages: n/a

    • DOI

      10.2208/jscejj.22-15004

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      2436-6021
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      Volume: 71 Issue: 2 Pages: 95-102

    • DOI

      10.11396/jjsndi.71.95

    • NAID

      130008149121

    • ISSN
      0367-5866
    • Year and Date
      2022-02-01
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      10.1155/2022/8799555

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      130008067871

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      130008150519

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    • DOI

      10.11532/jsceiii.2.J2_241

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      130008118248

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      10.2208/jscejam.77.2_I_137

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      130008150495

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      130008118327

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      Volume: 40 Issue: 2 Pages: 34-45

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      40022678896

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    • ISBN
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      斎藤隆泰, 石黒明日海, 蓑輪里歩
    • Journal Title

      非破壊検査

      Volume: 70巻 Pages: 59-64

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      A. Ishiguro, T. Saitoh
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      Structural Engineering and Mechanics

      Volume: Vol. 80 Pages: 243-251

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      中畑和之, 牧田陽行, 林恭平, 上林正和
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      Volume: 33巻 Pages: 1-5

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      中畑和之
    • Journal Title

      THE JOURNAL OF THE ACOUSTICAL SOCIETY OF JAPAN

      Volume: 76 Issue: 12 Pages: 712-719

    • DOI

      10.20697/jasj.76.12_712

    • NAID

      130007996195

    • ISSN
      0369-4232, 2432-2040
    • Year and Date
      2020-12-01
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      都築幸乃・齋藤泰彦・中畑和之・蓑輪理歩・斎藤隆泰
    • Journal Title

      Intelligence, Informatics and Infrastructure

      Volume: 1 Issue: J1 Pages: 339-348

    • DOI

      10.11532/jsceiii.1.J1_339

    • NAID

      130007940723

    • ISSN
      2435-9262
    • Year and Date
      2020-11-11
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    • Author(s)
      田代匡彦・斎藤隆泰・木本和志
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A2 (Applied Mechanics (AM))

      Volume: 76 Issue: 2 Pages: I_15-I_24

    • DOI

      10.2208/jscejam.76.2_I_15

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      130007980114

    • ISSN
      2185-4661
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      斎藤隆泰, 加藤毅
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      Volume: 25巻 Pages: 1-7

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      40022259773

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      Volume: 44 Issue: 15 Pages: 2025-2041

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      10.1002/nag.3117

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      丸山泰蔵
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      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A2 (Applied Mechanics (AM))

      Volume: 76 Issue: 2 Pages: I_173-I_181

    • DOI

      10.2208/jscejam.76.2_I_173

    • NAID

      130007980107

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      2185-4661
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      材料

      Volume: 69巻 Issue: 8 Pages: 586-592

    • DOI

      10.2472/jsms.69.586

    • NAID

      130007888751

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      Volume: 32巻 Pages: 11-15

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    • Author(s)
      廣瀬壮一
    • Organizer
      日本非破壊検査協会 2021年度第3回先進超音波計測に関する萌芽技術研究会
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    • Invited
  • [Presentation] 深層畳み込みニューラルネットワークを用いたレーザ超音波可視化試験における欠陥検出と位置推定2022

    • Author(s)
      小西裕貴,田島賢哉,加藤毅,斎藤隆泰
    • Organizer
      第14回データ工学と情報マネジメントに関するフォーラム
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  • [Presentation] 深層学習を用いたレーザー超音波可視化試験における欠陥検出と位置推定2022

    • Author(s)
      加藤毅,小西裕貴,斎藤隆泰
    • Organizer
      第29回超音波による非破壊評価シンポジウム
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  • [Presentation] 2-D inverse scattering analysis for defect in ansiotorpic viscoelastic media using convolution quadrature boundary element method2022

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      H. Takeda and T. Saitoh
    • Organizer
      The 6th Asian symposium on materials and processing
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 演算子積分時間領域境界要素法を用いた異方性・粘弾性体中の空洞に対する2次元逆散乱土木学会関東支部 第49回技術研究発表会2022

    • Author(s)
      竹田晴彦,斎藤隆泰
    • Organizer
      土木学会関東支部 第49回技術研究発表会
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  • [Presentation] 非破壊検査のDX ~NDE4.0の概念とアカデミーの貢献~2022

    • Author(s)
      中畑和之
    • Organizer
      日本音響学会2022年春季研究発表会2022
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      三木陽大, 丸山泰蔵, 中畑和之
    • Organizer
      第29回超音波による非破壊評価シンポジウム講演論文集
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  • [Presentation] 光音響法を利用したコンクリート中を伝搬する超音波の可視化2022

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      武藤健太, 中畑和之, 永井政貴, 林 山
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      第29回超音波による非破壊評価シンポジウム講演論文集
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  • [Presentation] データ同化を利用したアダプティブFSAP の精度向上に関する検討2022

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      齋藤泰彦, 林恭平, 丸山泰蔵, 中畑和之
    • Organizer
      第29回超音波による非破壊評価シンポジウム講演論文集
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  • [Presentation] Deep-learning for wave propagation images in CFRP and its application to laser ultrasonic non-destructive testing2021

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      T. Saitoh, K. Kato and S. Hirose
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      Mechanistic Machine Learning and Digital Twins for Computational Science, Engineering & Technology MMLDT-2021
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 2次元面外波動問題における深層学習ベース逆散乱解析2021

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      斎藤隆泰, 笹岡真次, 竹田晴彦, 廣瀬壮一
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      第29回超音波による非破壊評価シンポジウム講演論文集
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  • [Presentation] レーザ超音波可視化試験を用いたCFRPの減衰の推定と推定値を用いた波動シミュレーション2021

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      竹田晴彦, 福島輝宙, 斎藤隆泰
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      日本機械学会2021年茨城講演会講演論文集
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      第26回計算工学講演会
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      斎藤隆泰, 松原江里, 廣瀬壮一
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      第26回計算工学講演会
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  • [Presentation] 波動解析と人工知能 -非破壊検査への応用を中心に-2021

    • Author(s)
      斎藤隆泰
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      京都大学学術情報メディアセンターセミナー「超並列計算の地震・工学設計への応用例とAIを利用する計算力学の展望」
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      斎藤隆泰
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      丸山泰蔵, 中畑和之
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      中畑和之, 浜田眞克, 丸山泰蔵
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      日本非破壊検査協会秋季講演大会
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      中畑和之
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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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