С какими проблемами сталкиваются лаборатории
Традиционная работа лабораторий до сих пор во многом основана на ручных процессах:
- Отчеты формируются вручную, что в среднем занимает 20–30 минут на один протокол.
- Велика вероятность ошибок при вводе данных и фиксации результатов.
- Обучение новых сотрудников требует много времени и зависит от опыта наставников.
- Контроль за соблюдением ГОСТов затруднен, а человеческий фактор сильно влияет на итоговое качество.
Как мы пришли к решению
Идея Ulab родилась на стыке технологий и практических задач дорожной отрасли. Мы понимали: если объединить возможности компьютерного зрения и распознавания речи, можно построить систему, которая станет цифровым помощником лаборанта.
Мы в Napoleon IT вместе с НИИСТРОМ создали Ulab — систему с искусственным интеллектом, которая автоматизирует испытания, подсказывает лаборанту каждый шаг по ГОСТу и формирует протоколы за пару минут.
При создании продукта мы использовали технологии компьютерного зрения и распознавания речи, а также модель Claude Sonnet 4. Она отвечает за генерацию текстовых реплик цифрового ассистента, которые далее преобразуются в аудиокоманды. Благодаря этому лаборант получает голосовые подсказки и инструкции по ГОСТам в реальном времени.
Для распознавания речи был применен движок Vosk в связке со словарем допустимых слов: система воспринимает только нужные слова, а дальше встроенная бизнес-логика преобразует их в цифры.
Для распознавания и анализа изображений мы применяем модель для детекции лица и классическое компьютерное зрение для идентификации образцов и фиксации их характеристик. Проблема различного освещения и ракурсов решается за счет стандартных аугментаций на этапе обучения, что позволяет системе работать в реальных условиях лаборатории.
В проекте участвовали разработчики ИИ, специалисты по машинному зрению, инженеры-методисты и эксперты по лабораторным процессам. Всего за несколько месяцев нам удалось создать решение, которое делает процесс понятным и доступным даже для начинающих специалистов.
Применение на практике
Одним из первых партнеров, где было внедрено решение, стала компания НИИСТРОМ — группа компаний, предоставляющая широкий спектр услуг в сфере строительства: от проектно-конструкторских работ для промышленных и социально-бытовых объектов до строительного контроля, независимого технического надзора, а также лабораторного сопровождения и испытаний на объектах строительства.
Сегодня Ulab применяется на объектах НИИСТРОМ, помогая автоматизировать лабораторные процессы и повысить качество испытаний, где отмечаются следующие изменения:
- Количество ошибок при вводе данных сокращается примерно на 95%.
- Время подготовки протокола уменьшается с 20–30 минут до 1–2 минут.
- Все документы формируются в соответствии с требованиями ГОСТов.
- Общая эффективность лабораторных испытаний повышается примерно на 60%.
- Затраты на контроль качества снижаются почти на 40%.
Процесс адаптации системы под конкретную лабораторию зависит от ее условий и набора испытаний: если используются специфичные приборы или нестандартные методы расчета, может потребоваться дообучение моделей. В типовых же сценариях достаточно базовой калибровки под оборудование и рабочие процессы, чтобы система начала стабильно работать.
Что умеет цифровая лаборатория
Ulab — система, которая автоматизирует испытания бетона и асфальта, превращая каждое измерение в точные и проверяемые данные. Каждый этап — от взвешивания образца до разрушения под прессом — фиксируется, анализируется и документируется автоматически. Рассказываем на примере проекта НИИСТРОМ о ключевых функциях платформы:
- Автоматическая фото- и видеофиксация результатов с интеллектуальными комментариями.
Все испытания проходят под контролем камер Ulab. Например, при проверке бетонных кубов система автоматически делает снимки и видеозаписи в ключевые моменты: при установке образца, при начале нагружения и в момент разрушения. Ulab распознает номер образца, привязывает к нему результаты и сохраняет фото- и видеофиксацию в отчете. Подготовка отчетов теперь занимает 15 минут вместо двух часов, а вероятность путаницы между образцами исключена полностью.
- Контроль плотности и влажности.
Взвешивание образцов — обязательная стадия испытаний бетона и асфальта. Ulab интегрирована с лабораторными весами и автоматически считывает результаты. Когда лаборант устанавливает образец на платформу, система фиксирует массу, сверяет ее с эталонными параметрами и предупреждает, если вес выходит за пределы нормы. Например, при контроле асфальтовых кернов Ulab выявила несколько образцов с отклонением плотности — позже выяснилось, что это связано с нарушением температурного режима при укладке смеси.
Раньше такие нюансы могли остаться незамеченными, теперь они фиксируются сразу и попадают в отчет. Система также отслеживает влажность и водопоглощение, автоматически рассчитывая разницу между «влажным» и «сухим» весом. Все данные передаются напрямую в итоговый протокол без ручного ввода.
- Голосовое управление: запуск процедур, формирование отчетов без использования рук.
В НИИСТРОМ голосовые команды стали частью повседневной работы: «Ulab, зафиксируй вес образца», «Ulab, начни испытание на сжатие», «Ulab, сформируй отчет». Так лаборант не отвлекается от процесса, не трогает клавиатуру и не рискует испачкать оборудование. Это ускоряет цикл испытаний примерно на 20% и повышает концентрацию специалистов на сути эксперимента.
- Автоматизация испытаний: контроль тестов на сжатие, растяжение, изгиб с распознаванием аномалий.
Ulab напрямую получает данные с датчиков пресса, отслеживает нагрузку и деформации, автоматически строит график разрушения. Если система фиксирует аномалию (например, скачок давления или смещение плиты), она отмечает это в отчете. Так, во время испытаний на изгиб бетона Ulab вовремя распознала нестабильность усилия, что позволило выявить неполадку в гидравлической системе. Раньше такие ошибки могли «зашумить» данные, теперь они выявляются мгновенно.
Функция реализована через получение данных с датчиков напрямую, но возможна реализация с использованием CV.
- Выявление дефектов: трещины, сколы, царапины, вмятины.
Ulab анализирует поверхность бетонных и асфальтовых образцов: выявляет трещины, пустоты, сколы, расслоения или подтеки. К примеру, во время проверки асфальта система обнаружила микрорастрескивание, которое не заметил оператор, — проблема оказалась в составе вяжущего (битума). Испытания помогли скорректировать технологию до выхода продукции на объект.
Цифровой ассистент сопровождает лаборанта по всем этапам испытания. Он подсказывает последовательность действий по ГОСТам, фиксирует ошибки и помогает их исправить. В основе лежит набор жестко прописанных сценариев, которые отражают требования ГОСТов. Таким образом обеспечивается высокая точность, стандартизация процессов и ускоренное обучение новых сотрудников.
Помимо кейсов НИИСТРОМ, система поддерживает и другие сценарии:
- Контроль покрытий — проверка равномерности нанесения, выявление подтеков и контроль соответствия цвета.
- Проверка сборки — автоматический контроль правильности комплектации изделий, что снижает риск ошибок при подготовке образцов и испытаний.
Перспективы
Ulab можно внедрять не только в дорожной отрасли, но и на любой стадии лабораторных исследований в смежных сферах — от строительных материалов до машиностроения и экологии. По сути, это шаг к «лаборатории будущего»: не к кабинету с журналами и ручными записями, а к цифровому ассистенту инженера, который берет на себя рутину, ускоряет процессы и повышает точность. Благодаря этому специалисты могут сосредоточиться на главном — анализе качества материалов и экспертной работе.
