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2023 Fiscal Year Annual Research Report

A New AI Method for Bridge Inspection and Diagnosis that Combines CNN with Highly Accurate Damage Detection and Expertises

Research Project

Project/Area Number 21H01417
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

全 邦釘  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任准教授 (60605955)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 宮本 崇  山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (30637989)
浅本 晋吾  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (50436333)
党 紀  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (60623535)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords橋梁点検診断 / 維持管理 / Image captioning / VQA / 画像処理 / 損傷検知 / SfM / 人工知能
Outline of Annual Research Achievements

インフラはその構造や環境条件がインフラごとに大きく異なるという特徴があるため、ある特定のインフラの画像データを用いて学習したAIモデルを、他のインフラに適用する際には、画像の性質の違いによる精度の低下が頻繁に発生するという課題がある.本年度は,その課題に対して,ベイズニューラルネットワークによるドメイン適応手法を開発し,環境が異なっても適用可能な損傷検出手法を確立した.特に,ベイズニューラルネットワークによる厳密な不確実性評価と,損傷に関する新たなドメイン非依存の事前知識であるSpatial Priors of Cracks,およびStable Diffusionを用いたFew-Shot画像生成手法を組み合わせた,新たなSelf-Trainingフレームワークの提示により,未知の新規環境での解析でも大幅な精度向上を得た.この成果については,現在,Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineeringに投稿中である.損傷の言語化については,昨年度はImage Captioning手法を用いて,例えば「鋼桁の腐食があったが,これは近傍の排水管腐食による漏水が原因である」,といったような専門知との連携も可能とした.これに加えて,Visual Question Answering手法により,画像に対する対話的な調査も可能とした.これにより,AIが自動で診断を行うためのフレームワークを構築することができた.本項目の成果については,Structure and Infrastructure EngineeringにAcceptされている.これらの結果と,昨年度までに構築した3次元復元手法により,橋梁全自動点検診断のための基盤技術を構築することができた.

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2024 2023

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 7 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 6 results)

  • [Journal Article] Development of an action classification method for construction sites combining pose assessment and object proximity evaluation2024

    • Author(s)
      Kikuta Toshiya、Chun Pang-jo
    • Journal Title

      Journal of Ambient Intelligence and Humanized Computing

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1007/s12652-024-04753-7

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Deep Learning-Based Bridge Damage Cause Estimation from Multiple Images Using Visual Question Answering2024

    • Author(s)
      Tatsuro Yamane, Pang-jo Chun, Ji Dang, Takayuki Okatani
    • Journal Title

      Structure and Infrastructure Engineering

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Recording of bridge damage areas by 3D integration of multiple images and reduction of the variability in detected results2023

    • Author(s)
      Yamane Tatsuro、Chun Pang‐jo、Dang Ji、Honda Riki
    • Journal Title

      Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering

      Volume: 38 Pages: 2391~2407

    • DOI

      10.1111/mice.12971

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Iterative application of generative adversarial networks for improved buried pipe detection from images obtained by ground‐penetrating radar2023

    • Author(s)
      Chun Pang Jo、Suzuki M.、Kato Y.
    • Journal Title

      Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering

      Volume: 38 Pages: 2472~2490

    • DOI

      10.1111/mice.13070

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Corrosion Damage Detection in Headrace Tunnel Using YOLOv7 with Continuous Wall Images2023

    • Author(s)
      Kubo Shiori、Nakayama Nobuhiro、Matsuda Sadanori、Chun Pang-jo
    • Journal Title

      Applied Sciences

      Volume: 13 Pages: 9388~9388

    • DOI

      10.3390/app13169388

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Automatic detection of concrete floating and delamination by analyzing thermal images through self-supervised learning2023

    • Author(s)
      Sota Kawanowa, Shogo Hayashi, Takayuki Okatani, Kang-Jun Liu, Pang-jo Chun
    • Journal Title

      Intelligence, Informatics and Infrastructure

      Volume: 4(2) Pages: 21-30

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 背景増強訓練による橋梁複数損傷セグメンテーションの検証と 3D 損傷モデル2023

    • Author(s)
      藤嶋 斗南, 党 紀, 全 邦釘
    • Journal Title

      AI・データサイエンス論文集

      Volume: 4(3) Pages: 705-714

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] AI・3次元プラットフォームによるインフラ維持管理2024

    • Author(s)
      全 邦釘
    • Organizer
      NIMSインフラ構造材料パートナーシップ 2023年度第3回研究会
    • Invited
  • [Presentation] Advancing Infrastructure Inspection with AI and 3D Data Platform Integration for Improved Damage Assessment and Enhanced Modeling2024

    • Author(s)
      Pang-jo Chun
    • Organizer
      University-Industry Collaborations for Sustainable Development (ICSD)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Advanced Infrastructure Inspection using UAVs and AI2024

    • Author(s)
      Pang-jo Chun
    • Organizer
      The Asian Civil Engineering Coordinating Council "Robotics Technology in Construction"
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] AIとi-Constructionが切り拓く社会インフラの未来2023

    • Author(s)
      全 邦釘
    • Organizer
      第696回建設技術講習会
    • Invited
  • [Presentation] AIとデータプラットフォームが拓くインフラメンテナンス2023

    • Author(s)
      全 邦釘
    • Organizer
      メンテナンス・レジリエンスTOKYO2023
    • Invited
  • [Presentation] Recent Application of AI & i-Constuction to Infrastructure Maintenance in Japan2023

    • Author(s)
      Pang-jo Chun
    • Organizer
      One Day Workshop on Maintenance of Concrete Structures - Durability Assessment, Repair, New NDT Method Introduction
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2024-12-25  

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