Vant med intelligent rørlegging

«Student Expo» var som vanlig et populært og inspirerende innslag under konferansen The Sensor Decade 2026. Blant mange bidrag av høy kvalitet fikk juryen en utfordring med å velge «Mest innovative studentprosjekt».

Prisen gikk i år til studentbedriften Konstrukt fra NTNU, for deres nyskapende måte å planlegge og implementere rørinstallasjoner på skip.

Vinneren får 1 års medlemskap hos Startuplab, for deres høyt verdsatte inkubatorprogram, som inkluderer eksklusiv tilgang til arrangementer og mentortimer som er relevante for produktutvikling og innovasjon. I tillegg får de 10 konsultasjonstimer med en relevant SINTEF-forsker for å hjelpe med de tekniske utfordringene.

I år ble det også delt ut 3 andrepremier, i form av 10 timer med mentoring med Startuplab. Disse gikk til henholdsvis Saro Robotics fra NTNU, Maša Paunov, også fra NTNU, og Ali Ghasemibousjin fra USN.

Det ble også delt ut en pris for beste studentorganisasjon, se egen artikkel.

Intelligent rørlegging

I dag er rørlegging ombord på skip en møysommelig prosess, ikke minst fordi alt må måles opp manuelt på forhånd, noe som åpner for dårlig tilpasning og rørmontasjer som må kastes. Her har Konstrukt kommet opp med en alternativ løsning: Maler med innebygd elektronikk som gir eksakte målinger som kan overføres direkte til produksjon.

Verktøyet består av fysiske moduler montert langs røret som skal måles. Til dags dato er det utviklet fire modultyper: en vinkelmodul og en rotasjonsaksemodul som måler forskjellige vinkler i rørgeometrien, en teleskopmodul som måler lengder, og endemoduler som håndteres i programvare. Sensorene i modulene sender data til en digital tvillingapp som visualiserer røret i sanntid. Den digitale tvillingen beregner også et nettingmønster av røret, som kan brukes på tre måter: sendt direkte til en CNC-rørbøyemaskin, brukt som grunnlag for manuell bøying via en oppskrift generert av systemet, eller eksportert til et DAK-verktøy.

– På denne måten blir rørene laget riktig på første forsøk, forteller Henrik Log Jacobsen og Jonas Øksdal Bakke. Som en bonus får man omfattende dokumentasjon med på kjøpet. Ifølge de to gründerne kan rørleggingsprosessen alene på et skip beløpe seg til 60 - 80 millioner kroner, så det kan være mye å spare på en mer effektiv prosess.

Nanostrukturert linse

Prosjektet «Broadband Infrared Metalens» av Ali Ghasemibousjin, USN, omhandler utvikling og optimalisering av en såkalt metalens – en flat, nanostrukturert linse – for bruk i det infrarøde spekteret. Linsen er basert på dielektriske metaoverflater, der lys styres ved hjelp av små strukturer (meta-atomer) med ulike geometrier, som firkanter, sirkler og hulformer.

Ved hjelp av elektromagnetiske simuleringer i COMSOL Multiphysics er både fasekontroll og transmisjonseffektivitet analysert og forbedret. Arbeidet kombinerer klassiske modelleringsmetoder med moderne optimaliseringsteknikker, inkludert dype nevrale nettverk (DNN) og partikkelsverm-optimalisering (PSO), for å finne optimale strukturer.

En sentral del av oppgaven er utviklingen av en arbeidsflyt som kobler optisk design fra Zemax til detaljerte finite element-simuleringer. Dette gjør det mulig å verifisere at linsen gir riktig faseprofil og høy transmisjon over hele aperturen.

Databehandling, optimalisering og analyse er gjennomført ved hjelp av egne skript i MATLAB og Python, med automatisert generering av layouter tilpasset produksjon.

Resultatene viser ifølge Ghasemibousjin at det er mulig å oppnå ønskede optiske egenskaper – både korrekt fasegradient og høy transmisjon – noe som bidrar til utviklingen av kompakte, flate optiske komponenter for infrarøde anvendelser.

Nå planlegger han å starte en oppstartsbedrift for å bringe silisiummetallteknologi ut på markedet – og erstatte den tunge og dyre germaniumoptikken som brukes i dagens termiske kameraer med ultratynne, CMOS-kompatible flate silisiumlinser produsert gjennom skalerbar renromslitografi.

Klatrerobot

Saro Robotics utvikler en robot som kan klatre på og inspisere rør av ulike typer. Det som er spesielt med denne roboten er at den kan gå horisontalt, vertikalt, snurre rundt og unngå hindre på veien. – Den kan benytte ulike typer sensorer for å "se" f.eks. rust og andre defekter i rørene, slik som PEC (Pulset Eddy Current) og ultralyd, forklarer Oscar Lae og Ingeborg Bogen. I ett prosessanlegg kan det være flere tusen kilometer med rør, og manuell inspeksjon kan være en utfordrende oppgave med stillasbygging og klatring. – MEd vår løsning er det mulig å spare mye tid og penger, sier de to.

Studentselskapet samarbeider med IKM og ECOnnect Energy, og har fått anledning til å teste løsningen hos Equinor. Målet er at roboten skal kunne fungere autonomt, og selv finne veien for å omgå hindringer.

Selvkalibrering av fotodioder

Maša Paunov har i sin masteroppgave jobbet med å utvikle en ny metode for selvkalibrering av fotodioder, kalt dual-mode-metoden. Metoden kombinerer to ulike måleprinsipper – måling av fotostrøm og elektrisk substitusjon (termisk måling) – for å bestemme interne tap i fotodioder med svært høy nøyaktighet.

– Dette gjøres i dag på lab, med store instrumenter. Vi jobber med å kunne gjøre dette med et miniatyrisert instrument, forteller Paunov.

Tradisjonelt har metoden blitt brukt i vakuum, hvor den oppnår en målenøyaktighet på nivå med primære radiometriske standarder. Nyere forskning har imidlertid vist at metoden også kan fungere i luft, med en nøyaktighet som er tilstrekkelig for de fleste industrielle og laboratoriebaserte kalibreringsoppgaver.

I samarbeid med Justervesenet utvikles og testes det i denne masteroppgaven en bærbar prototype av dual-mode-systemet. Målet er å gjøre selvkalibrering mulig også i felt og på steder der tradisjonell kalibrering er vanskelig eller upraktisk å gjennomføre.

Den største utfordringen er ifølge Paunov å opprettholde høy målenøyaktighet ved bruk av kommersielt tilgjengelige og portable komponenter. Dette arbeidet omfatter analyser av de fysiske og elektroniske prosessene i systemet, optimalisering av systemoppsettet og utvikling av løsninger som reduserer støy, slik at man oppnår en god balanse mellom nøyaktighet, kompleksitet og brukervennlighet.

Energihøsting

Ambient Synergy har jobbet med å utvikle energihøstingsløsninger for fremtidige forbrukerapplikasjoner. – Målet er å kunne drive en applikasjon kun med energi fra omgivelsene, slik som å drive kroppsnære biosensorer, f.eks. en blodsukkermåler ved hjelp av kroppsvarme, forklarer Mohammad Toufan fra USN (Erasmus Mundus-SSIs). "Powerless sensing" kaller han det. For å teste funksjonaliteten har han bl.a. bygget en prototype armbånd med solceller som kilde (300 uW).

– Det er fortsatt mange faktorer å se på og mye testing som gjenstår for å se om en slik "energinøytrale" løsning er anvendelig. Men så langt ser det ut som vi kan fortsette, sier Toufan, som samarbeider med Zimmer & Peacock om prosjektet.

Smart ortose

En gruppe fra OsloMet har i samarbeid med Sunnaas Sykehus utviklet både en smart håndleddsortose, og en måte å produsere den tilpasset den individuelle brukeren. Man 3D-scanner pasientens arm, og lager ortosen med DAK-program og 3D-printing. Ved hjelp av trykksensorer, IMU og annen elektronikk i ortosen, kan den ikke bare brukes til opptrening, men også til å f.eks. styre et spill eller en drone.

Enheten kan hente inn bruksinformasjon for å se progresjon over tid, i tillegg kan brukeren selv følge med data som skritteller, oppfyllelse av dagens mål og lignende på en liten skjerm.

Måler melkesyre

Outrun består av 5 studenter som har satt seg fore å utvikle en enkel måte å måle melkesyre (laktat) for toppidrettsutøvere. En av studentene er ingen ringere enn Amanda Frøynes, som nylig vant 800 meter under Nordisk Mesterskap i København.

– Mange idrettsutøvere stikker seg mange ganger om dagen for å måle melkesyre under trening, og det er både upraktisk og ubehagelig, sier Khayal Dhamendra Devaka. – Vi lager et smart "plaster" som kan måle melkesyre kontinuerlig, som du kan dusje og svømme med og som kan sitte på i 14 dager, forklarer han. Ved hjelp av mikronåler som knapt merkes måler man enzymer i blodet, og resultatet analyseres og sendes trådløst til en sentral enhet. Tanken er å lage en smartklokke-kompatibel versjon. I fjor vant prosjektet en gullmedalje i den prestisjefylte internasjonale iGEM-konkurransen. – Det er et godt bevis på at vi er på riktig vei, sier Devaka.

I mars i år fikk selskapet én million kroner i STUD-ENT midler fra Innovasjon Norge.

Forbedrer trening

I Gymbro AI har Jens Valderhaug og Dennis Jevne jobbet med sensorer og innvevd kunstig intelligens for å klassifisere ulike øvelser for å kunne forbedre trening. Med et smart armbånd kan de (til nå) gjenkjenne fem ulike øvelser. De utvikler også en datamodell som kan analysere bevegelsene og "si ifra" om bevegelsene gjøres galt, eller i feil hastighet. Resultatene kan loggføres og brukes til å vise progresjon. All prosessering gjøres lokalt i armbåndet, og overføres trådløst.

– Det finnes noen løsninger på markedet i dag, men de er dårlige, konkluderer de to utviklerne.

Passiv Wi-fi radar

Wifi Vision fra UiO utvikler en passiv Wi-fi radar som skal kunne anvendes til å detektere mennesker. – Et poeng er at den skal bruke lite strøm, men være «alltid på», forklarer Halvar Klepsvik. Med lånte antenner har man utviklet oscillatordel, mikser og laget et kretskort, og ifølge Klepsvik har første steg gått greit. – For å flytte funksjonaliteten over på en passiv krets må vi filtrere ut uønskede deler av signalet, og det gjør vi ved hjelp av maskinlæringsalgoritmer, sier han.

Ifølge Klepsvik finnes det andre løsninger som gjør noe lignende, bl.a. med meshnettverk, men hevder at Wifi Visjon skal kunne levere en mer integrert løsning, med lavere strømforbruk.

Avlesning av kvantesensorer

Ramsey har jobbet med et FPGA-basert avlesningssystem for kvantesensorer (SiC-fargesentre). Løsningen sekvenserer laser- og mikrobølgepulser med nanosekundpresisjon, teller enkeltfotoner og tilpasser ODMR-kontrastspektre i sanntid. – Dette kan gjøre det mulig å måle strømmer i veldig små kretser, ifølge Fredrik Kleven. Bruksområder kan være berøringsfri temperatur- og magnetfeltmåling. – Poenget er å kunne gjøre målinger i felt, enten det er på droner eller på hjertepasienter, fremholder han.