KAIST建筑与环境工程系教授Son Hoon因开发可实时监测中小型基础设施位移的传感器技术,获评韩国科学技术人奖6月获奖者。
韩国科学技术信息通信部和韩国研究财团3日宣布,本月韩国科学技术人奖授予KAIST教授Son Hoon,以表彰其在中小型基础设施实时灾害预警和安全管理技术方面的研究成果。
韩国科学技术信息通信部表示,随着桥梁、建筑等基础设施老化,“结构健康监测”的重要性日益提升。全球基础设施中,98%以上属于中小型结构物,这类设施的位移变化通常仅为毫米级,对监测精度要求极高;但现有相关设备单价普遍超过4000万韩元,实际应用受到成本限制。
针对这一问题,Son Hoon将毫米波雷达与MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)加速度计相结合,并通过信号处理算法,开发出可由单一传感器同步测量加速度、倾角和位移的技术。其中特别是,毫米波雷达适合监测结构缓慢位移,MEMS加速度计则更擅长捕捉快速振动。
据介绍,该传感器在兼顾精度与经济性的同时,显著降低了部署门槛。其测量精度达到0.026毫米,成本仅为现有方案的1/40,单台价格降至100万韩元以下;功耗也降至现有方案的1/100,仅为131毫瓦时(mWh)。
研究团队还引入能量采集技术,将日常环境中的废弃能量转化并储存为电能。与此同时,传感器内置边缘计算能力,无需外接设备即可自主识别坍塌风险,并实时发出预警。
目前,该技术已在美国斯坦福大学停车楼、圣何塞高速公路、中国潍坊桥梁、世宗市锦江步行桥等海内外13处以上现场完成验证,可靠性得到确认。
这一成果源于韩国科学技术信息通信部“Leader研究”和“基础研究室”项目支持下的基础研究,并已进一步推进至商业化和技术转移阶段。相关论文已于2023年1月发表在国际学术期刊《Mechanical Systems and Signal Processing》。
Son Hoon表示,这项研究的意义在于,为长期缺乏常态化监测的中小型基础设施提供了精细化管理的技术基础。未来,团队将继续推进基于AI的数字孪生研究,推动安全诊断市场向自动化、无人化和智能化方向发展。