„A kutatásaimban a matematikát és a mérnöki szemléletet egyesítem”

Elektromágneses inverz feladatokkal, azaz fizikai jelenségek közvetlenül nem mérhető jellemzőinek meghatározásával foglalkozik a BME egyik legifjabb Bolyai-ösztöndíjasa, a VIK adjunktusa.

Elektromágneses roncsolásmentes anyagvizsgálati eljárások gyakorlati alkalmazásait kutatja, és a mikrohullámú távérzékelés, más néven a radar (távolban lévő objektumok mikrohullámú tartományú érzékelése – szerk.) algoritmusait tanulmányozza kutatásaiban Bilicz Sándor, a BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar Villamosságtan Csoport Szélessávú Hírközlés és Villamosságtan Tanszék adjunktusa. Tudományos munkáját a Magyar Tudományos Akadémia Bolyai János Kutatási Ösztöndíjjal ismerte el (pályázatának címe: „Elektromágneses inverz feladatok hatékony megoldása és mérnöki alkalmazása” – szerk.).

„A roncsolásmentes anyagvizsgálat és a mikrohullámú távérzékelés egymástól látszólag távol eső szakterületek, ám mindkettő elektromágneses inverz feladatok megoldásával elemezhető. E vizsgálatokban a kiindulási adatok helyett a mérésekkel meghatározott eredményekből következtetünk az adott fizikai jelenségeket kiváltó okokra” – fogalmazta meg a BME díjazott kutatója. Az inverz feladatok megoldása a matematika egyik fontos területe, mérnöki szempontból pedig többek között az anyagvizsgálatban szembesülünk inverz feladatokkal. „E módszerrel az anyag szerkezete sértetlenül megvizsgálható: a belsejében gerjesztett elektromágneses tér jellemzőit elemezve következtethetünk az anyag tulajdonságaira” – avatott be számítógépes szimulációs kísérleteinek részleteibe Bilicz Sándor. Következtetései nagy fizikai terhelésnek kitett eszközök (például atomerőművek hőcserélői vagy repülőgépek turbinái) élettartamának elemzésekor is alkalmazhatók. „Az eljárással elkerülhető a nagyméretű és költséges alkatrészek sérülése, így csökkenthetők az anyagi terhek is” – sorolta az előnyöket a BME VIK oktatója, aki már a PhD-disszertációját is e témában készítette: különböző optimalizálási eljárások és kísérlettervezési módszerek alkalmazásával csökkentette az inverz feladatok megoldásának számításigényét, és növelte az eredmények megbízhatóságát.

Képalkotás egy dunai hajóról inverz szintetikus apertúrájú radarral (ISAR): lépések az elektromágneses mérési adatoktól a látható képig.

Bilicz Sándor inverz feladatok megoldását keresi a mikrohullámú távérzékelési alkalmazásokban is, elsősorban légi és vízi járművek detektálására (észlelésére) rossz látási viszonyok (például sötét vagy köd) és szélsőséges időjárási körülmények között. A detektálás mellett a járművek pontosabb azonosítását segítő képalkotást is kutatja. Matematikai értelemben ez azt jelenti, hogy a kutatásaiban a hullámegyenlet inverz szórási problémájára keres megoldást.

Bolyai-ösztöndíjasként olyan módszerek kidolgozásán is munkálkodik, amelyekkel a radarok detektálási és képalkotási algoritmusai hatékonyabbá, robosztusabbá (megbízhatóbbá) és alacsonyabb számításigényűvé tehetők. Kutatásainak legújabb felhasználási területe a passzív radaroké, amelyek saját adóantenna helyett a már meglévő hullámforrásokat (például a TV- és rádióadókat) használják ki. „Az adó által közvetlenül sugárzott és a céltárgyról visszaverődő jelek összehasonlításából következtethetünk a céltárgy helyzetére, mozgására és egyéb paramétereire” – fejtette ki a költséghatékonyabb és az elektromágneses sugárszennyezést nem okozó megoldásról, amely iránt már több ipari szereplő és a Honvédelmi Minisztérium is érdeklődik, valamint a BME nemzetközi projekt keretében is foglalkozik a módszer fejlesztésével.

Különböző repedésmodellek, amelyek geometriai paramétereit az örvényáramú anyagvizsgálat mérési eredményeiből kell meghatározni.

Bilicz Sándor másik célja, hogy a kutatásaiban kidolgozott és az elektromágneses működési elvhez kapcsolódó módszereit minél szélesebb körben alkalmazzák a gyakorlatban és a mérnöki feladatok megvalósításakor. Ahogy fogalmazott, „szakterületét mérnöki szemüvegen keresztül nézi”. Élvezi, hogy a matematika és a mérnöki tudományok határterületén kutat, és a matematika már meglévő eszközeit új környezetben, új műszaki problémák megoldására fordítja.

A BME kutatója mindössze 31 évesen nyerte el a Magyar Tudományos Akadémia ösztöndíját. „Büszke vagyok az elismerésre, amely nem csak az én egyéni eredményem, ugyanúgy a tanszék sikere is” – fogalmazott a kitüntetett, akit munkájában korábbi mentorai, többek között Gyimóthy Szabolcs és Pávó József, a BME VIK oktatói inspiráltak. Bilicz Sándor a kutatói munkáról úgy tartja, hogy az „időnként magányos műfaj, amelyben a tudós a saját gondolataiba merülve, azokba belefeledkezve dolgozik”. Sándort inspirálja, hogy kutatásaiban az ismeretlent fedezheti fel, és e közben olyan kérdésekre keresi választ, mint például: meddig lehet egy adott kutatási irányban eljutni, következtethetünk-e használható eredményekre.

A Bolyai-ösztöndíjas kutatót pályaválasztásakor az egyetemi lét szabadsága, a kutatás iránti érdeklődés, az oktatás szeretete, valamint a tanszékcsoport hangulata sarkallta az akadémiai pálya melletti döntésre. Bilicz Sándor alap- és mesterképzéses hallgatókat vezet be az elektromágneses terek világába. Arra törekszik, hogy legfrissebb, inverz feladatokkal kapcsolatos eredményeit beépítse a mesterképzés tananyagába is, és alkotó gondolkozásra ösztönözze hallgatóit.

TZS - TJ

Fotó: Takács Ildikó