Ei kulunut viikkoa, näyttää siltä, että ilman uutisia siitä, kuinka droonit tekevät elämästämme niin paljon helpompaa tai mitä he voivat tehdä nyt viihdyttää meitä. Viimeksi ilmoitettiin, että lentävät laitteet toimittavat ruokaa golfarille kurssilla Pohjois-Dakotassa ja niitä käytetään vara-tanssijoina Draken näyttelyissä.
Mutta kaukana takana olevista yhdeksästä ja konserttivaiheesta itsenäiset lentävät ajoneuvot harjoittavat vakavaa liiketoimintaa auttamalla pelastamaan ihmishenkiä hurrikaanien aikana ikääntyville maanviljelijöille lainaamalla kättä. Ja jos Rice University -hanke toteutuu, drone-parvi voisi yhtenä päivänä työskennellä yhdessä tunnistaakseen ilmakehän myrkylliset kaasut ja kartoittamaan turvallisen kehän.
Äskettäin 1, 5 miljoonan dollarin National Science Foundation -apurahan myötä tutkijat keskittyvät yhteistyössä Houstonin voittoa tavoittelemattoman lääketieteen ja tekniikan kaikille Baylor-yliopiston kanssa antamaan droneille älykkyyttä tukahduttamaan räjähdysten tai vuotojen jälkeen leviäneen vaarallisen pilaantumisen., etenkin äärimmäisten säätapahtumien jälkeen.
Itse asiassa, pani merkille tutkimusta johtava sähkö- ja tietokoneinsinööri Edward Knightly, että tällainen lähellä oleva katastrofi tapahtui kaukana Helsingin hirmumyrskyn seurauksena viime vuonna, kun ensimmäisiä vastaajia kärsi kaasuvuoto Houstonin lähellä sijaitsevasta kemiallisesta tehtaasta.
"Ensimmäiset vastaajat menivät asettamaan noin kahden ja puolen kilometrin kehä varoittaakseen naapuruston asukkaita", hän sanoo. ”Mutta nämä ensimmäiset vastaajat joutuivat itse sairaalaan. Kehys oli liian lähellä lähdettä, mutta he eivät tienneet sitä. Kukaan ei tiennyt.
”Ja se on loistava esimerkki siitä, mihin voimme lähettää drooneja turvalliselta etäisyydeltä, ja he voivat selvittää, missä on turvallinen raja, tuulen vaikutus, onko ilmassa tapahtunut kemiallisia reaktioita. Oikeiden rajojen löytäminen ja asettaminen on monimutkainen päätös, ja uskomme, että droonit voisivat olla suureksi avuksi päätöksenteossa. "
Ajattelu pieni
Mutta se, että drooneille annetaan kyky tunnistaa haihtuvat kaasut reaaliajassa, tuo suuria haasteita. Ensinnäkin, voidaanko tehokkaat anturit pienentää kokoon ja painoon, joka sopii drooniin? Ryhmä työskentelee yhdessä Frank Tittelin kanssa, joka on Ricen emeritusprofessori ja laserien käytön edelläkävijä molekyylien allekirjoitusten havaitsemiseksi.
"Meidän on kutistettava antureita alle puolitoista kiloon tai vähemmän", Knightly sanoo. ”Hän on kehittänyt tapoja lasereille havaita kaasupitoisuudet monille erilaisille kaasuille. Mutta tyypillisesti hän suunnittelee järjestelmiä käytettäväksi maassa. Hänen ei ole koskaan tarvinnut luoda antureita, joilla on tämä massa- tai kokorajoitus. "
Suuri osa projektin painopistealueista tähän kohtaan on ollut ASTRO-nimisen drone-laivaston älykkyyden terävöittäminen. Vaikka tulevaisuuden painopiste on kaasun tunnistamisominaisuuksissa, ASTRO: n oppiminen on ollut laajempaa. Tavoitteena on ollut kehittää järjestelmä, jossa droonit voivat toimia yhdessä - ilman ihmisen puuttumista - esineiden löytämiseen.
Knightly selittää, että joukkue on kouluttanut neljän drone-laivaston jäljittämään langatonta laitetta, mukaan lukien yksi liikkuvalle golfkärrylle. Ja se on tehty "ruudukon ulkopuolella" ilman, että maassa oleva ihminen ohjaa asioita kaukosäätimellä.
"Haluamme, että drooniverkosto ei vain pysty lentämään keskenään, mutta vaikka ilma-maa-kommunikaatiota ei olisi käytettävissä", hän sanoo. "Jos on äärimmäistä säätä ja infrastruktuuri on heikentynyt, haluamme silti pystyä lähettämään drooneja keräämään tietoja vaarallisesta alueesta."
Ennen kuin he alkavat seurata jotain, droonit käyttävät tekoälyään oppiakseen ympäristöstään. Sitä Knight viittaa ”etsi ja oppi -vaiheeseen”. Droonit aloittavat tehtävät leviämällä ensin saadakseen kirjaimellisesti maapallon, kommunikoidessaan koko ajan toistensa kanssa, jotta he eivät ryhtyisi yhdelle alueelle.
"Ennen kuin he voivat esimerkiksi löytää langattoman laitteen ja seurata sitä, heidän on tärkeää oppia ympäristö", Knightly sanoo. ”Onko puita paljon? Korkeat rakennukset? Vai onko se auki avoimia tiloja? Tavoitteena on oppia ympäristö, jotta he voivat seurata tarkasti. ”
Parvi ja seurata
Sitten he siirtyvät toiseen vaiheeseen, jota kutsutaan osuvasti “pariksi ja seuraksi”. Jälleen, kun kohdeobjekti on langaton laite, he ovat tunnistaneet, missä sen signaali on voimakkain, ja siellä droonit kokoontuvat parviksi. . Vaarallisen tapahtuman tapauksessa kaasun lukema voi olla vahvinta.
"He päättävät, että meidän pitäisi mitata tätä, joten siirrytään keräämään joitain korkearesoluutioisia tietoja", Knightly sanoo.
"Kaikilla kaasuilla on tietenkin omat spektrin allekirjoitukset", hän lisää. ”Kun droonit sammuvat, tulee sekoitus erilaisia kaasuja. Se ei tule olemaan selvä signaali vain yhdestä. Joten tarvitsemme droonien oppia ympäristöstä, verrata sitä kehittämiimme tilastollisiin perustietoihin ja kyetä sitten tunnistamaan vaarallisten päästöjen lähteet ja rajat missä ne ovat levinneet. "
Milanon ammattikorkeakoulun elektroniikan, informaation ja biotekniikan laitoksen apulaisprofessori Luca Mottola uskoo, että tämä on "paradigmaattinen esimerkki" siitä, milloin droonit voivat olla tehokkaampia kuin mikään muu tekniikka.
"Mahdollisuus vaeltaa rajoittamattomasti, samalla kun niillä on runsaasti anturin hyötykuormaa, antaa heille ainutlaatuisen kyvyt", sanoo Mottola, johtava langattomien ja drone-anturiverkkojen asiantuntija. "Nykyisin käytettävissä oleva tekniikka vastaavien skenaarioiden käsittelemiseksi riippuu suuresti ihmisen puuttumisesta, ja on sen vuoksi hitaampi ja alttiimpi virheille.
"Drone-tekniikan käyttöönotolla on siis monitahoinen vaikutus. Nopeampi reagointi voi parantaa omaisuuden suojaa, rajoittaa rakenteiden vaurioita ja lievittää vaikutuksia ihmishenkiin."
Riisin tutkijat toivovat lopulta testaavansa kaasua havaitsevia dronejaan ihanteellisella paikalla lähellä - Houstonin laivakanavalla, jossa on lukuisia kemiallisia jalostamoita ja teollisuuden jalostuslaitoksia. Projektin edetessä laivasto voisi laajentua jopa kymmeneen drooniin.
Ryhmä on myös kehittänyt mobiilisovelluksen ajatuksella, että se voisi käyttää drone-anturin havaintoja lähettääkseen reaaliaikaisia ilmanlaatua koskevia varoituksia asukkaiden puhelimiin.
"Odotamme lääkäreitä auttamaan asettamaan kynnysarvoja yhteisölle", Knightly sanoo. ”Milloin on tyypillinen päivä? Ja milloin on päivä suojautua paikallaan? ”
