Tecniche di IA per l'Analisi Non Distruttiva di Materiali Compositi

In recent years, there has been a wide integration of artificial intelligence into a certain number of domains. The following thesis work, conducted in collaboration with NOA S.n.c., presents the effective applicability study of artificial intelligence techniques such as machine learning and computer vision to the field of Non-Destructive Testing of composite materials. Non-Destructive Testing offers a series of methodologies that make it possible to check the structural integrity of a material without damaging it. To this purpose, the development of an automated system for finding defects within composite materials could represent a valid ally for cutting time in performing the analyses. In particular, the work performed includes the entire development cycle of the proposed solution, starting with the analysis of the available state-of-the-art technologies, then moving on to the collection and annotation of the dataset, the design and implementation of the system, and finally to the testing and analysis phase of the obtained results. In addition to the actual detection system, a web application was also developed that integrates the system itself and makes it accessible and usable through a user friendly interface even by non-expert users. The tests performed showed that the developed system allows for a sufficiently high detection accuracy, also showing its possible applicability in real-world settings. However, there are some aspects that can be improved and may be insights for a future work, such as the availability of a better and bigger dataset and the integration of the system with additional NDT techniques.

Negli ultimi anni, si è assistito ad una sempre più ampia integrazione dell’intelligenza artificiale in diversi settori. Il seguente lavoro di tesi, svolto in collaborazione con NOA S.n.c., si occupa di analizzare l’effettiva applicabilità di tecniche di intelligenza artificiale come il machine learning e la computer vision al settore del Non-Destructive Testing dei materiali compositi. Il Non-Destructive Testing offre una serie di metodologie che consentono di verificare l’integrità strutturale del materiale senza danneggiarlo. In questo contesto, lo sviluppo di un sistema automatico per la rilevazione dei difetti all’interno dei materiali compositi può dimostrarsi un valido alleato nella riduzione delle tempistiche necessarie per eseguire le analisi. In particolare, il lavoro svolto comprende l’intero ciclo di sviluppo della soluzione proposta, partendo dall’analisi delle tecnologie disponibili allo stato dell’arte, passando poi per la raccolta e l’annotazione del dataset, la progettazione e l’implementazione del sistema, sino a giungere infine alla fase di sperimentazione e analisi dei risultati ottenuti. Oltre al sistema di detection vero e proprio è stata sviluppata anche una web application che integra il sistema stesso e lo rende accessibile e utilizzabile anche da utenti non esperti attraverso un’interfaccia user friendly. I test eseguiti hanno mostrato che il sistema sviluppato consente di avere un’accuratezza di rilevamento sufficientemente elevata, mostrando anche la sua possibile applicabilità in contesti reali. Tuttavia vi sono alcuni aspetti che possono essere migliorati e che possono essere degli spunti per lavori futuri, come ad esempio la disponibilità di un dataset migliore e più grande e l’integrazione del sistema con ulteriori tecniche di NDT.