Project

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Salvus for next-generation full-waveform ultrasonic imaging solutions

Applicant Afanasiev Michael
Number 175322
Funding scheme Bridge - Proof of Concept
Research institution
Institution of higher education ETH Zurich - ETHZ
Main discipline Geophysics
Start/End 01.10.2017 - 30.09.2018
Approved amount 130'000.00
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All Disciplines (4)

Discipline
Geophysics
Other disciplines of Engineering Sciences
Material Sciences
Civil Engineering

Keywords (6)

Full waveform inversion; Structural Health Monitoring; Non-destructive testing; Geophysics; Simulation Software; Medical imaging

Lay Summary (German)

Lead
Wellenforminversion ist eine in den Erdwissenschaften entwickelte geophysikalische Methode, um hoch-aufgelöste Bilder des Erdinneren durch die Analyse seismischer Wellen zu berechnen. Diese Bilder können, unter anderem, dazu genutzt werden, um das Verhalten tektonischer Platten zu studieren oder Resourcen zu lokalisieren. Ziel dieses Projekts ist der Technologietransfer von der Geophysik in die zerstörungsfreie Materialprüfung. Dabei gilt es nicht, tektonische Platten oder Resourcen zu studieren, sondern Schwachstellen im Material oder Brüche zu detektieren.
Lay summary

Ziel dieses Projekts war die Kommerzialisierung der Software "Salvus", die zu wissenschaftlichen Zwecken an der ETH Zürich entwickelt wurde. Salvus ist ein Softwarepaket für Wellenmodellierung und Inversion (FWI). Durch die Simulation der Ausbreitung und Streuung mechanischer Wellen ermöglicht FWI die Erstellung genauer und hochauflösender Modelle des Inneren fester Objekte. Die Anwendungsbereiche dieser Tomographie sind vielfältig und reichen von zerstörungsfreier Prüfung über medizinische Bildgebung bis hin zur Rohstoffsuche.

Der erste Meilenstein dieses Projekts war die erfolgreiche Gründung der Mondaic AG: ein neues Startup mit Sitz in Zürich, das Lizenzen für Salvus verwaltet, entwickelt und verkauft. Mit Unterstützung des SNF hat sich Mondaic als innovativer Player im wachsenden Bereich der wellenbasierten Bildgebungsverfahren positioniert. Durch Demonstrationen bei potentiellen Kunden sowie die Teilnahme an mehreren internationalen Handelsmessen erhielt Mondaic mehrere internationale Aufträge. Neben diesen primär wirtschaftlichen Zielen wird das Projekt durch die Veröffentlichung mehrerer wissenschaftlicher Artikel und Konferenzbeiträgen unterstützt.

Mit dem erfolgreichen Abschluss des BRIDGE-Projekts wächst Mondaic durch die Akquisition neuer Kunden weiter und sucht nach Investoren zur Förderung von innovativen und zukunftsweisenden technischen Entwicklungen.

 

Direct link to Lay Summary Last update: 05.03.2019

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Publications

Publication
Modular and flexible spectral-element waveform modelling in two and three dimensions
AfanasievMichael, BoehmChristian, van DrielMartin, KrischerLion, RietmannMax, MayDave A., KnepleyMatthew G., FichtnerAndreas, Modular and flexible spectral-element waveform modelling in two and three dimensions, in Geophysical Journal International, ggy469.

Collaboration

Group / person Country
Types of collaboration
Computational Seismology // ETH Zurich // Prof. Dr. Andreas Fichtner Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Research Infrastructure

Scientific events

Active participation

Title Type of contribution Title of article or contribution Date Place Persons involved
SEG Anaheim Poster Flexible high-performance multiphysics waveform modeling on unstructured spectral-element meshes 14.10.2018 Anaheim, United States of America Afanasiev Michael;


Knowledge transfer events

Active participation

Title Type of contribution Date Place Persons involved
SEG Performances, exhibitions (e.g. for education institutions) 14.10.2018 Anaheim, United States of America Afanasiev Michael;
EAGE Performances, exhibitions (e.g. for education institutions) 11.06.2018 Copenhagen, Denmark Afanasiev Michael;


Communication with the public

Communication Title Media Place Year
Media relations: radio, television Mission Control Live: NASA InSight Mars Landing International 2018
Media relations: print media, online media Simulations for InSight Mars Mission International 2018

Use-inspired outputs


Start-ups

Name Year
Mondaic AG 2018

Abstract

Imaging methods based on waveform analysis are used to investigate the interior of a wide variety of objects, from aerospace components, to transportation infrastructure, to the Earth’s subsurface, and to human tissue. While leading a diverse set of industries, the technique has severe limitations in the face of geometric and material complexity. Over the past several decades, a technique known as full-waveform inversion has grown to maturity in the oil & gas exploration industry, and holds immense promise for novel applications in ultrasonic non destructive testing (NDT) and medical imaging. The technique, which is based on mathematical optimization theory and the numerical simulation of mechanical waves, allows for the generation of high-resolution 3-D models of the interior of objects with arbitrary geometries.The scientific staff in the Computational Seismology group at ETH are recognized experts in the application of full-waveform inversion (FWI) to geophysical problems. Over the past several years, we have channelled our expertise towards developing a new high-performance software package to extend the method beyond oil & gas applications. Now nearing completion, the package is currently being used to drive research into medical imaging and ultrasonic NDT.Over the course of the Bridge grant, we plan to spin-off a business focussed on applying FWI to these novel domains. Initial steps in this domain were taken during the CTI Business Concept course in Fall 2016, for which the proposed ‘Salvus AG’ was awarded ‘Most Innovative Business Concept’. We will proceed by dividing efforts according to two distinct business models. The first involves developing and selling customized versions of our simulation software for third-party applications in resource exploration, geotechnical engineering, and medical imaging. The second involves offering consulting and services to engineering firms interested in exploring the benefits of full-waveform ultrasonic NDT. We will deliver a proprietary high-performance GPU-based version of our simulation software, as well as patent applications for the application of FWI to NDT, using physical examples as evidence.
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