Începând cu data de 03.09.2025, LIGHTNING NET SRL, beneficiar al proiectului cu titlu „Sistem bazat pe inteligenta artificiala si senzori optici, fotonici si electrochimici, pentru monitorizarea apelor uzate in medii cu risc ridicat - SISMED”, împreună cu partenerii...
SISMED
Titlu proiect:
Sistem bazat pe inteligență artificială și senzori optici, fotonici și electrochimici, pentru monitorizarea apelor uzate în medii cu risc ridicat - SISMED
SISMED are ca obiectiv dezvoltarea unui sistem inteligent pentru monitorizarea apelor uzate din medii cu risc ridicat, precum spitale, stații de tratare, abatoare, ferme sau industria farmaceutică.
Sistemul folosește senzori optici, fotonici și electrochimici pentru a analiza în timp real calitatea apei, atât din punct de vedere chimic, cât și microbiologic. Prin aceste tehnologii, se obțin rezultate rapide și precise, fără a fi nevoie de prelevare manuală sau utilizarea unor substanțe chimice periculoase.
Sistemul este prevăzut cu un modul hidraulic pentru autocurățare și calibrare, care menține senzorii în parametri optimi de funcționare. Întreaga platformă este coordonată de un software bazat pe inteligență artificială, capabil de auto-adaptare și auto-învățare. Acesta procesează datele colectate de la senzori, detectează eventuale contaminări și transmite alerte sau comenzi pentru ajustarea tratamentului apei.
Sistemul oferă o soluție practică și sigură pentru gestionarea apelor uzate și poate fi extins ulterior către aplicații din alte domenii, inclusiv stații de purificare a apei potabile sau sisteme acvatice de suprafață.
FINANȚARE:
Programul Creștere Inteligentă, Digitalizare și Instrumente Financiare 2021 - 2027
PERIOADA DE IMPLEMENTARE:
3 septembrie 2025 – 2 mai 2028
BUGET:
51.749.817,03 lei
FINANȚAREA NERAMBURSABILĂ:
41.451.336,56 lei, din care contribuție FEDR: 28.180.298,72
COD PROIECT:
331741
LIDER PROIECT: LIGHTNING NET SRL
PARTENERI:
- ROVISOPTICS SRL
- EQUINOX EVOLUTION S.R.L.
- INSTITUTUL NAȚIONAL DE CERCETARE-DEZVOLTARE PENTRU OPTOELECTRONICĂ INOE 2000 INCD / INOE2000
IMPLEMENTARE PROIECT:
În cadrul proiectului se va realiza un sistem inteligent bazat pe senzori optici, fotonici și electrochimici pentru monitorizarea apelor uzate din mediile cu risc ridicat. Sistemul va fi acționat hidraulic și va conține un modul de auto-curățare și calibrare. Întreaga funcționalitate a sistemului va fi controlată de procese asistate de Inteligența Artificială cu funcții de auto-adaptare și auto-învățare. Proiectul va deschide noi oportunități partenerilor privați de a comercializa sistemul întreg sau pe module, în funcție de necesitatea beneficiarilor și de a presta servicii de mentenanță sau de utilizare a sistemului.
Proiectul își propune să întâmpine aceste nevoi prin oferirea unei soluții eficiente și ușor de utilizat care să alerteze beneficiarii asupra unor posibile contaminări și pentru a stabili dacă este necesară tratarea suplimentară a apelor reziduale înaintea deversării lor către receptori. Senzorii optici pot determina în timp real calitatea apelor reziduale din punct de vedere chimic și microbiologic, fără a fi necesară prelevarea probelor sau utilizarea de substanțe chimice periculoase pentru prelucrarea lor. Prin abordări inovative, tehnicile de detectare bazate pe rezonanța plasmonică de suprafață pot depista agenții patogeni din probe lichide într-un mod rapid, precis și la costuri reduse, atât in situ cât și în laborator.
De asemenea, senzorii electrochimici detectează diferite substanțe farmaceutice într-un mod rapid, simplu și economic, fără a fi necesară pre-tratarea probelor, așa cum este necesar în cazul metodelor analitice tradiționale. Toate aceste caracteristici se înscriu în trendul actual al chimiei analitice verzi, prin reducerea impactului negativ asupra mediului a aplicării metodelor analitice, reducerea costurilor analizelor și creșterea siguranței operatorilor. Pentru a îmbunătăți performanța sistemului, SISMED va fi prevăzut cu un modul miniaturizat de tratare a apei pentru auto-curățarea/calibrarea sistemului de măsurare, elementele expuse fiind protejate cu straturi anti-corozive și antifouling. Sistemul integrat va fi controlat de un software, bazat pe inteligență artificială, complementat de achiziția și procesarea datelor.
SISMED este în principal destinat și adaptat spitalelor. Acesta va putea fi însă implementat și pentru alte aplicații cum sunt: stațiile de tratare a apelor menajere, abatoare, ferme și industria farmaceutică, putând fi adaptat ulterior cerințelor altor sectoare precum stațiile de purificare a apei potabile sau sistemele acvatice de suprafață.
Principalele funcționalități incluse în sistem sunt următoarele:
- Monitorizarea continuă a parametrilor de calitate a apei
- Curățarea/calibrarea periodică automată a sistemului
- Prelevarea de eșantioane de lichid pentru teste de laborator (periodic sau la decizia sistemului AI în urma unei suspiciuni de contaminare)
- Furnizarea unor semnale de comandă pentru optimizarea procesului de tratare a apei (varierea intensității tratamentului, repetarea tratării pentru durate limitate, diluare prin adaos de apă curată, etc.)
- Elemente de predicție și de auto-calibrare a sistemului, furnizare de alarme și posibilitatea de monitorizare și control a sistemului de la distanță.
Sistemul va fi alcătuit din mai multe module care vor fi proiectate, dezvoltate, integrate și testate în timpul desfășurării proiectului SISMED.
Modulul de Senzori – este compus din trei submodule. Acestea vor putea fi adaptate ulterior în funcție de cerința clientului.
- Senzori plasmonici – bazați pe rezonanța plasmonică de suprafață. Senzorii vor fi realizați în colaborare între INOE și RovisOptics. Partenerii vor îmbunătăți proprietățile optice și performanța senzorilor în detecția agenților patogeni din apele reziduale și pentru a miniaturiza sub-modulul în vederea utilizării in situ. Testarea senzorilor plasmonici va fi realizată de INOE folosind diverse medii relevante.
- Senzori electrochimici – vor fi dezvoltați de INOE împreună cu RovisOptics și se va avea în vedere creșterea sensibilității și selectivității senzorilor pentru două tipuri de antibiotice. Testarea senzorilor electrochimici va fi realizată în INOE folosind diverse medii relevante.
- Senzori optici comerciali – se vor achiziționa senzori optici care să ofere cel mai echilibrat raport între performanță, preț și plaja de parametri măsurați. Se va pune accentul pe măsurarea materiei organice, deoarece este omniprezentă în mediul acvatic și poate fi cu ușurință folosită pentru determinarea carbonului organic total sau a consumului biochimic de oxigen. Performanța acestor senzori a fost deja demonstrată în mediu relevant. În plus, se vor include senzori standard pentru analiza calității apei. Testarea senzorilor comerciali va fi realizată în INOE folosind diverse medii relevante.
Modul de Pompare/Curățare/Calibrare și Prelevare probe. Modulul va fi realizat și testat de către INOE și va asigura curățarea modulului de senzori (folosind apă deionizată și soluție de curățare) și verificarea gradului de curățare (prin măsurarea proprietăților apei distilate după curățare). De asemenea, acest modul poate elibera o soluție de calibrare dintr-un rezervor pentru a calibra unul sau mai mulți senzori. Modulul este prevăzut cu recipiente de prelevare de probe cu vacuum pentru colectare de probe de apă, la intervale prestabilite sau doar în cazul unor evenimente, ce pot fi ulterior măsurate prin alte tehnici de analiză de laborator.
- Modulul de comandă și control/achiziție a datelor. Modulul va conține submodule de achiziții, stocare, interpretare, comandă și control necesare controlării funcționalităților sistemului și implementarea algoritmilor de inteligență artificială pentru optimizările sistemului și pentru realizarea corecțiilor asistate de inteligență artificială în vederea sporirii preciziei de achiziție a datelor. Modulul va fi dezvoltat de către Lightning-Net și Equinox Evolution.
Sistemul propus colectează date de la senzori digitali ce măsoară diferiți parametri de calitate a apei, precum pH, turbiditate, oxigen dizolvat, temperatură și conductivitate. Aceste date sunt prelucrate de o Rețea Neuronală Convoluțională (CNN) care detectează tipare și anomalii, anticipând potențialele probleme de calitate a apei. Pe baza deciziilor generate de CNN, sistemul controlează electrovalvele pentru a redirecționa, ajusta sau trata apa conform cerințelor.
Datele colectate de la senzori vor fi organizate într-un sistem de gestionare a datelor care să permită extragerea și analizarea ușoară a acestora. Sistemul trebuie să beneficieze de funcționalități de filtrare, căutare și vizualizare a datelor istorice pentru a identifica tipare sau a analiza evenimente trecute. Integrarea unui sistem de gestionare a datelor poate fi utilă pentru aplicații în care monitorizarea continuă și analiza performanței sunt critice.
Această configurație extinsă pentru achiziția de date digitale permite optimizarea, monitorizarea și întreținerea unui sistem robust, scalabil și performant, fiind aplicabilă într-o gamă largă de domenii, de la monitorizarea echipamentelor industriale până la infrastructuri critice și sisteme de control automatizat.
Sistemul începe de la un nivel de maturitate minim TRL4 susținut de un nivel de maturitate segmentat pe submodulele din care este alcătuit, după cum urmează:
- În ceea ce ține de senzorii plasmonici, proiectul are capacitatea de a porni de la TRL 4 ca urmare a rezultatelor obținute în urma mai multor proiecte de cercetare și publicații sau brevete detaliate în secțiunea destinată „Maturității proiectului”.
- În ceea ce privește senzorii optici, INOE este deja la nivelul de TRL 7 în urma mai multor proiecte de cercetare și publicații sau brevete detaliate în secțiunea destinată „Maturității proiectului”.
- Pentru domeniul senzorilor electrochimici, proiectul pornește de la un TRL 4, rezultatele fiind validate în laborator pentru o serie de analiți, în urma mai multor proiecte de cercetare și publicații sau brevete detaliate în secțiunea destinată „Maturității proiectului”.
- Pentru domeniul materialelor noi și tehnologiilor aferente, proiectul pornește de la un TRL 4 ce se bazează pe rezultatele obținute în urma mai multor proiecte de cercetare și publicații sau brevete detaliate în secțiunea destinată „Maturității proiectului”.
- Pentru domeniul chimiei analitice, tratarea apelor și evaluarea poluanților, proiectul pornește de la un TRL 4 ce se bazează pe rezultatele obținute în urma mai multor proiecte de cercetare și publicații sau brevete detaliate în secțiunea destinată „Maturității proiectului”.
- Sistemele hidraulice pornesc de la un nivel de maturitate TRL8 cu ajutorul rezultatelor obținute în urma mai multor proiecte de cercetare și publicații sau brevete detaliate în secțiunea destinată „Maturității proiectului”.
- Sistemele de control / sistemele informatice și IA – proiectul începe de la o maturitate tehnologică TRL8 ca rezultat al mai multor proiecte de cercetare și publicații sau brevete detaliate în secțiunea destinată „Maturității proiectului”.
- Realizarea și testarea modulelor componente ale sistemului SISMED, ca urmare a finalizării activității 1. Activități de Cercetare Industrială;
- Realizarea și testarea sistemului prototip SISMED ca urmare a finalizării activităților 1. Activități de Cercetare Industrială prin proiectarea, realizarea și testarea modulelor componente ale sistemului și al activităților 2. Activități de Dezvoltare Experimentală prin integrarea componentelor într-un sistem prototip complet și testarea acestuia în condiții reale de funcționare;
- Certificarea sistemului prototip SISMED – prin analiza unor probe sintetice cu concentrații cunoscute de analiți, materiale de referință certificate și probe reale de apă uzată, într-un laborator de testări acreditat RENAR conform SR EN ISO/CEI 17025:2018 pentru probe de apă uzată, existent în cadrul INOE 2000 (Laborator Analize de Mediu, certificat nr. LI 1178).
- Întocmirea și depunerea unei cereri de brevet pentru protejarea drepturilor intelectuale ale entităților private și a institutului de cercetare asupra rezultatelor inovative obținute ca urmare a realizării prototipului SISMED;
- Realizarea liniei de producție pentru sistemul SISMED, compusă din echipamentele achiziționate în cadrul activității 5. Activități pentru introducerea în producție a rezultatelor obținute, ca urmare a stabilirii modalității de punere în producție a sistemului obținut în urma activităților de cercetare-dezvoltare. Linii de producție specifice pentru dobândirea capacității de producție a modulelor specifice SISMED pentru fiecare partener, în funcție de competențele acestuia. Liniile de producție sunt calculate pentru a îngloba capacitatea de producție a întregului sistem SISMED între cei trei parteneri comerciali implicați în proiectul SISMED. Infrastructura de producție va fi în regim de acces deschis la infrastructura de cercetare (open source);
- Realizarea de activități specifice de informare și publicitate, cu scopul de a disemina informațiile din cadrul proiectului, în conformitate cu activitatea 6. Activități de informare și publicitate.
- Linie de producție pentru sistemul SISMED, compusă din echipamentele achiziționate în cadrul activității 5. Activități pentru introducerea în producție a rezultatelor obținute, ca urmare a stabilirii modalității de punere în producție a sistemului obținut în urma activităților de cercetare-dezvoltare.
- Cerere de brevet pentru protejarea drepturilor intelectuale ale entităților private și a institutului de cercetare asupra rezultatelor inovative obținute ca urmare a realizării prototipului SISMED.
- Certificarea sistemului prototip SISMED – Certificarea funcționalității sistemului se va realiza prin analiza unor probe sintetice cu concentrații cunoscute de analiți, materiale de referință certificate și probe reale de apă uzată. Vor fi stabiliți parametrii de performanță ai metodei (selectivitate, specificitate, limite de detecție și limite de cuantificare, repetabilitate, reproductibilitate, exactitate, robustețe) pentru utilizare în mediu real. Pentru comparații și validare, vor fi analizate în paralel probe cu matrice de apă uzată prin metode de analiză standardizate într-un laborator de testări acreditat RENAR conform SR EN ISO/CEI 17025:2018 pentru probe de apă uzată, existent în cadrul INOE 2000 (Laborator Analize de Mediu, certificat nr. LI 1178). Parametrii sistemului SISMED vor fi comparați cu cerințele legislative privind calitatea apelor uzate existente în România și la nivelul Uniunii Europene. În cazul în care nu vor fi atinși parametrii de performanță necesari, va fi analizată tema de proiectare și se vor realiza ajustările și optimizările necesare. Vor fi elaborate Proceduri Standard de Operare pentru utilizarea sistemului în mediu de operare real.
- Sistem prototip SISMED – Rezultat al activităților 1. Activități de Cercetare Industrială prin proiectarea, realizarea și testarea modulelor componente ale sistemului și al activităților 2. Activități de Dezvoltare Experimentală prin integrarea componentelor într-un sistem prototip complet și testarea acestuia în condiții reale de funcționare.
Conţinutul acestui material nu reprezintă în mod obligatoriu poziţia oficială a Uniunii Europene sau a Guvernului României.
Pentru informații detaliate despre celelalte programe cofinanțate de Uniunea Europeană, vă invităm să vizitați www.fonduri-ue.ro.