Сензори ще алармират за проблеми с язовирните стени

Мартин Ралчев е тазгодишният лауреат на наградата „Еврика“ в категорията „Млад изобретател“. Той е асистент в Института по роботика при БАН. Завършил е Техническия университет – София, с професионална квалификация „Електроинженер“. Има 30 публикации, реферирани в Scopus и WoS и 62 цитирания.

Носител е на награда от XVIII национална младежка научно-практическа конференция на ФНТС, 2021 г.; награда от конкурса „Предприемачи на науката 2021“; наградата „Иван Евстратиев Гешов“, 2023 г., за най-млади учени до 30 години. Наградата „Еврика“ му се присъжда като съавтор в следните изобретения. „Двуосен магниточувствителен сензор, съдържащ елементи на Хол“, регистрирано от Патентното ведомство на България на 17.07.2023 г.

Принос на изобретението е широкият температурен обхват на функциониране, необходим за целите на високоточната и слабополевата магнитометрия. Сферата на приложимост са

роботиката и мехатронните системи с изкуствен интелект;

квантовата комуникация; 3D роботизираната медицина и и минимално инвазивната хирургия, включително лапароскопията; безконтактната автоматика; контролно-измервателната технология; автомобилната промишленост; енергетиката; навигацията; биомедицинските изследвания; военното дело и сигурността и др. „Робот за почистване на подови повърхности“, регистрирано като патент на 15.08.2023 г. „Робот за UV дезинфекция“, регистрирано като патент на 16.01.2023 г.

Той е съавтор и на още две изобретения, които са в процес на регистрация – „Устройство за определяне на физико-механичното състояние на деформирани скали и строителни материали“ и „Устройство за определяне на подвижността на токоносителите в полупроводници“. Дяловото участие на Мартин Ралчев в петте изобретения е 75%.

Мартин Ралчев е бил изключително буйно дете. Но винаги е имал много сериозен интерес към науката и различни физични процеси. Eкспериментите в детството му нямат чет. Своеобразен венец на тази експериментаторска дейност е опит, който прави в шести клас в 81. училище „Виктор Юго“. Любопитно му е какво ще се случи, когато фазата и нулата се срещнат в различна от въздуха среда. За тази цел избира десерта от столовата на училището. Разглобява външен контакт от класната стая и с помощта на дървената показалка на неговата класна, за да бъде изолиран, пуска ток в десерта. Наистина се получава нещо интересно – десертът е взривен, а половината училище остава без ток. А са втора смяна.

„Бях отличен ученик, но тези пакости не си тръгваха от мен – спомня си Мартин. – Наложи се в актовата зала на училището да обяснявам пред всички учители как се е зародила идеята ми, защо съм го направил и какви са резултатите. Това беше първото ми изявление пред много хора, начело с директорката. Беше си съвет за изключване, но прецениха, че съм имал чисто научен интерес. И ще е достатъчно само да ме предупредят да не правя повече така.“

Като малък у дома винаги е имал лаборатория под една или друга форма. Първата е едно чекмедже на бюрото му, в което при отваряне светва електрическа крушка. То е пълно с батерии, проводници, кабели. Признава, че никога не е оставал без клещи, отвертки, защото е любител на хардуера. И

обича нещата, които се разработват, да се осъществяват и внедряват.

Ралчев завършва средното си образование в Професионалната гимназия по строителство, архитектура и геодезия „Христо Ботев“ в София, за която казва, че е една от най-добрите гимназии в България.

„Тя даде основата на моето техническо мислене, бях в направление „Геодезия“ – спомня си младият изобретател. – Исках да продължа в строителството. Но реших да се отдам на това, което винаги е било моя слабост, а именно – електротехниката. Записах се в Техническия университет – София, в специалност „Електроенергетика и електрообзавеждане“, впоследствие надградих познанията си и в специалност „Електротехника“. В университета се срещнах с изключителни професионалисти, отдадени и на образователния процес, и на научното развитие. Те ме запалиха много. Смея да твърдя, че поех доста от техните знания и възможности и в приложен, и в научен план. Още като студент имах късмета да се запозная с акад. Чавдар Руменин и неговия екип, както и с проф. Сия Лозанова, която е мой научен ръководител и до днес. С тях вече близо 10 години работим заедно – още преди да се дипломирам в Техническия университет, идвах тук и помагах в базовите научни дейности в Института. И първите проведени експерименти в моя живот са с този екип. Двамата успяха да ме запалят окончателно за научната кауза. Както казвам и на приятелите си, с тях сме се превърнали в едно семейство. Дадоха ми възможност в тези лаборатории да се чувствам като у дома си. Дори не си спомням кога е бил първият ми работен ден, сякаш съм работил тук открай време. Но когато имаш най-новата апаратура и техника, за която всеки човек в нашия сектор си мечтае, трудно си тръгваш от работа.“

А как от специалността „Електроенергетика, електрообзавеждане и електротехника“ се стига до роботиката. Младият изобретател обяснява, че енергетиката, електротехниката са сектори, без които много отрасли не могат. Те са свързани с всеки електрически апарат в заобикалящият ни свят, както и със секторите програмиране, захранване на сензори, снемане на характеристики, захранване на роботи – всичко това минава през електроинженера.

„Техническият университет успя да надгради у мен широкоспектърни познания и в мехатрониката, и в роботиката, и в програмирането – подчертава Ралчев. – Това, че по квалификация съм електроинженер, не означава че нямам компетенции в проектирането, програмирането и съответно в механизацията. В момента сме се съсредоточили върху генерацията на микро- и наночастици от твърдотелни структури при едноосни деформации. Идеята е да разработим сензорна система и да направим мониторинг на инженерни съоръжения в България – по-конкретно на виадукти и язовирни стени.“

Внедряването на сензори в инженерните съоръжения на язовирните стени и виадуктите

е изключително интересно, тъй като генерацията на микро- и наночастици се получава при вибрациите на тези структури. А това би довело до тяхното срутване. За пример ученият дава виадукта на магистрала „Хемус“ – най-високия в България, както и Аспаруховия мост във Варна, който е със сериозни механични увреждания. Ако при тях има такъв сензор, лесно може да се установи дали настъпва процес на разрушаване, и хората ще могат да се евакуират с цел превенция.

„Разработваме сензора и съответно уреда, с който ще снемаме данните от него – казва Ралчев. – Ако нещата се развиват добре и имаме подкрепата от ЕС, през втория програмен период на нашия Център за компетентност „Квантова комуникация, интелигентни системи за сигурност и управление на риска (QUASAR)“ сме заложили в бъдеще да направим и център за мониторинг на тези сензори. Представете си, че имаме сензори на язовир „Искър“, на язовир „Батак“, на по-големите водоеми. Цялата информация от тях ще се обработва в този диспечерски център – това ще позволи да се анализира състоянието на тези съоръжения. И когато се установи, че има риск от срутване, ще знаем предварително за него и ще можем да реагираме навреме. Ако се върнем назад в миналото, в минните галерии са загивали много миньори заради срутване на скални маси. Подобни сензори биха регистрирали процеса по срутване на много ранен етап и хората ще бъдат спасени.“

Учените ежедневно изпитват сензорите в лабораторна среда.

С опитна постановка за едноосни деформации те симулират как ще се държи апаратурата в процес на експлоатация. Може да се симулират и процеси на застаряване на материали и да се покаже как ще изглеждат характеристиките след 10 години.

Тепърва предстоят срещи с представители на автомагистрали, със съответните министерства, за да се осигури достъп до тези съоръжения, тъй като те са част от националната сигурност. Сензорите са специфични, разработени са от български учени и не са познати в световен мащаб.

„Идеята за тях е на акад. Чавдар Руменин и проф. Сия Лозанова, които я споделиха с мен още в зародиш – казва Мартин Ралчев. – Четири години работим усилено по изучаването на това новооткрито явление. С ежедневни усилия и подкрепа от страна на ръководството на Института по роботика при БАН в лицето на проф. Август Иванов и благодарение на ОП „Наука и образование за интелигентен растеж“ към Министерството на образованието и науката успяхме да изградим сплотен екип и да закупим отлична апаратура с цел тези идеи да станат реалност.“