Δεν περνάει μια εβδομάδα, φαίνεται, χωρίς περισσότερες ειδήσεις για το πώς τα drones θα κάνουν τη ζωή μας τόσο ευκολότερη ή τι μπορούν να κάνουν τώρα για να μας διασκεδάσουν. Πρόσφατα, υπήρξαν αναφορές για τις ιπτάμενες συσκευές που παρέδωσαν φαγητό στους παίκτες του γκολφ σε ένα μάθημα στη Βόρεια Ντακότα και χρησιμοποιήθηκαν ως εφεδρικοί χορευτές στις εκπομπές του Drake.
Όμως, μακριά από τα πίσω εννέα στάδια και τα στάδια συναυλιών, τα αυτόνομα ιπτάμενα οχήματα κάνουν σοβαρές επιχειρήσεις, βοηθώντας τους να σώσουν ζωές κατά τη διάρκεια των τυφώνων, να δανείζουν στους ηλικιωμένους αγρότες ένα χέρι. Και, αν ένα ερευνητικό πρόγραμμα του πανεπιστημίου του Ράις έρχεται στο φως, ένα σμήνος drones θα μπορούσε μία μέρα να συνεργαστεί για να αισθανθεί τα τοξικά αέρια στην ατμόσφαιρα και να χαράξει μια ασφαλή περίμετρο.
Οι επιστήμονες, σε συνεργασία με το Κολέγιο Ιατρικής και Τεχνολογίας για όλους του Baylor, μη κερδοσκοπικό ίδρυμα του Χιούστον, θα προωθηθούν από την πρόσφατη επιχορήγηση 1, 5 εκατομμυρίων δολαρίων του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών, , ιδιαίτερα μετά από ακραίες καιρικές συνθήκες.
Στην πραγματικότητα, σημείωσε ο Edward Knightly, ο ηλεκτρολόγος και ο μηχανικός ηλεκτρονικών υπολογιστών που επικεφαλής της έρευνας, το είδος σχεδόν της καταστροφής συνέβη όχι πολύ μακριά μετά τον τυφώνα Harvey πέρυσι, όταν οι πρώτοι ανταποκρίθηκαν άρρωστος από μια διαρροή αερίου από μια χημική μονάδα κοντά στο Χιούστον.
"Οι πρώτοι ανταποκρίθηκαν για να δημιουργήσουν μια περίμετρο περίπου δυόμισι χιλιομέτρων για να προειδοποιήσουν τους κατοίκους της γειτονιάς", λέει. "Αλλά αυτοί που ανταποκρίθηκαν ήταν οι ίδιοι νοσηλευόμενοι. Η περίμετρος ήταν πολύ κοντά στην πηγή, αλλά δεν το γνώριζαν. Κανείς δεν ήξερε.
"Και αυτό είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα όπου θα μπορούσαμε να στείλουμε σε αεροσκάφη από ασφαλή απόσταση και θα μπορούσαν να καταλάβουν πού είναι ένα ασφαλές όριο, το αποτέλεσμα του ανέμου, αν υπήρξαν χημικές αντιδράσεις στον αέρα. Η εύρεση και ο καθορισμός των σωστών ορίων είναι μια πολύπλοκη απόφαση και πιστεύουμε ότι τα αεροσκάφη θα μπορούσαν να βοηθήσουν σημαντικά στη λήψη αυτής της απόφασης ».
Σκεπτόμενος μικρός
Αλλά δίνοντας στα αεροσκάφη τη δυνατότητα να εντοπίζουν πτητικά αέρια σε πραγματικό χρόνο φέρνει μερικές μεγάλες προκλήσεις. Για αρχάριους, οι αποτελεσματικοί αισθητήρες μπορούν να μειωθούν σε ένα μέγεθος και βάρος που μπορούν να χωρέσουν σε ένα drone; Η ομάδα συνεργάζεται με τον Frank Tittel, έναν καθηγητή στο Ράις και έναν πρωτοπόρο στη χρήση λέιζερ για την ανίχνευση των υπογραφών μορίων.
"Πρέπει να μειώσουμε τους αισθητήρες σε ενάμιση χιλιόγραμμα ή λιγότερο, " λέει ο Knightly. "Έχει αναπτύξει τρόπους για τα λέιζερ να ανιχνεύουν τις συγκεντρώσεις αερίων για μια μεγάλη ποικιλία αερίων. Αλλά τυπικά, σχεδιάζει συστήματα που θα χρησιμοποιηθούν στο έδαφος. Ποτέ δεν έπρεπε να ασχοληθεί με τη δημιουργία αισθητήρων με αυτό τον περιορισμό μάζας ή μεγέθους ».
Μεγάλο μέρος της εστίασης του έργου σε αυτό το σημείο ήταν να ακονίσει τη νοημοσύνη του στόλου των συρμών, γνωστού ως ASTRO. Ενώ η εστίαση της προσοχής θα είναι στις ικανότητες ανίχνευσης αερίου, η εκμάθηση της ASTRO έχει ευρύτερο πεδίο εφαρμογής. Ο στόχος ήταν να αναπτυχθεί ένα σύστημα όπου τα αεροσκάφη μπορούν να δουλέψουν μαζί - χωρίς ανθρώπινη παρέμβαση - για να βρουν αντικείμενα.
Knightly εξηγεί ότι η ομάδα έχει εκπαιδεύσει το στόλο των τεσσάρων drones να εντοπίσει μια ασύρματη συσκευή, συμπεριλαμβανομένου ενός σε ένα κινούμενο καλάθι γκολφ. Και, γίνεται "off-the-grid", χωρίς έναν άνθρωπο στο έδαφος να κατευθύνει τα πράγματα με ένα τηλεχειριστήριο.
"Θέλουμε το δίκτυο των drones όχι μόνο να πετάξει μεταξύ τους, αλλά ακόμη και αν δεν υπάρχει διαθέσιμη επικοινωνία αέρος-εδάφους", λέει. "Εάν υπάρχει ακραία καιρός και η υποδομή είναι κάτω, εξακολουθούμε να θέλουμε να είμαστε σε θέση να στείλουμε drones για τη συλλογή πληροφοριών σχετικά με μια επικίνδυνη περιοχή."
Πριν αρχίσουν να παρακολουθούν οτιδήποτε, οι drones χρησιμοποιούν την τεχνητή νοημοσύνη τους για να μάθουν για το περιβάλλον τους. Είναι αυτό που ο Knightly αναφέρεται ως "φάση έρευνας και εκμάθησης". Οι αποστολές ξεκινούν από το μηχάνημα ξεκινώντας για να κυριολεκτικά φτάσουν στο έδαφος, ενώ όλη την ώρα επικοινωνούν μεταξύ τους, ώστε να μην συσσωρεύονται σε μια περιοχή.
"Πριν μπορέσουν να εντοπίσουν και να εντοπίσουν μια ασύρματη συσκευή, για παράδειγμα, είναι σημαντικό για αυτούς να μάθουν το περιβάλλον", λέει ο Knightly. "Υπάρχουν πολλά δέντρα; Ψηλά κτίρια? Ή μήπως είναι ευρύχωροι χώροι; Ο στόχος είναι να μάθουν το περιβάλλον ώστε να μπορούν να παρακολουθούν με ακρίβεια. "
Σμήνος και κομμάτι
Στη συνέχεια, προχωρούν στη δεύτερη φάση, η οποία καλώς λέγεται "σμήνος και κομμάτι". Και πάλι, όταν το αντικείμενο στόχος είναι μια ασύρματη συσκευή, έχουν εντοπίσει όπου το σήμα του είναι το ισχυρότερο, και εκεί όπου οι drones έρχονται μαζί ως σμήνος . Στην περίπτωση ενός επικίνδυνου συμβάντος, θα μπορούσε να είναι εκεί όπου η ανάγνωση αερίου είναι η ισχυρότερη.
"Προσδιόρισαν ότι αυτό πρέπει να μετράμε, οπότε ας συλλέξουμε κάποια δεδομένα υψηλής ανάλυσης", λέει ο Knightly.
"Φυσικά, όλα τα αέρια έχουν τις δικές τους φασματικές υπογραφές", προσθέτει. «Όταν τα drones βγουν έξω, θα υπάρξει ένας συνδυασμός διαφορετικών αερίων. Δεν πρόκειται να είναι ένα σαφές μήνυμα μόνο ενός. Επομένως, χρειαζόμαστε τα αεροσκάφη για να μάθουμε για το περιβάλλον, να τα συγκρίνουμε με τα στατιστικά μοντέλα βάσης που έχουμε αναπτύξει, και στη συνέχεια να μπορούμε να εντοπίσουμε τις πηγές των επικίνδυνων εκπομπών και τα όρια του τόπου στον οποίο έχουν εξαπλωθεί ».
Ο Luca Mottola, αναπληρωτής καθηγητής στο Τμήμα Ηλεκτρονικής, Πληροφορικής και Βιοϊατρικής του Πολυτεχνικού Πανεπιστημίου του Μιλάνου, θεωρεί ότι αυτό είναι ένα "παραδειγματικό παράδειγμα" του πότε τα αεροσκάφη μπορούν να είναι πιο αποτελεσματικά από οποιαδήποτε άλλη τεχνολογία.
"Η ικανότητα να περιφέρεται χωρίς περιορισμούς, ενώ μεταφέρει πλούσιο ωφέλιμο φορτίο αισθητήρα, τους δίνει ένα μοναδικό σύνολο δυνατοτήτων", λέει ο Mottola, ένας κορυφαίος εμπειρογνώμονας σε ασύρματα δίκτυα και δίκτυα αισθητήρων. "Η διαθέσιμη σήμερα τεχνολογία για την αντιμετώπιση παρόμοιων σεναρίων εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την ανθρώπινη παρέμβαση και ως εκ τούτου είναι πιο αργή και επιρρεπής σε σφάλματα.
"Έτσι, ο αντίκτυπος της ανάπτυξης τεχνολογίας drone είναι πολλαπλός. Η ταχύτερη αντίδραση μπορεί να προσφέρει βελτιωμένη προστασία των περιουσιακών στοιχείων, να περιορίσει τη ζημιά στις δομές και να βελτιώσει τις επιπτώσεις στην ανθρώπινη ζωή".
Οι ερευνητές του Rice ελπίζουν τελικά να δοκιμάσουν τους αερόσακους τους σε μια ιδανική τοποθεσία κοντά στο κανάλι του Χιούστον, με τα πολυάριθμα χημικά διυλιστήρια και βιομηχανικά εργοστάσια επεξεργασίας. Καθώς προχωρεί το έργο, ο στόλος θα μπορούσε να επεκταθεί σε όσο το δυνατόν περισσότερα δέκα.
Η ομάδα έχει επίσης αναπτύξει μια εφαρμογή για κινητά με την ιδέα ότι θα μπορούσε να χρησιμοποιήσει τα ευρήματα των αισθητήρων συρμών για να στείλει προειδοποιήσεις σχετικά με την ποιότητα του αέρα σε πραγματικό χρόνο στα τηλέφωνα των κατοίκων.
"Είχαμε φέρει σε γιατρούς για να βοηθήσουμε να ορίσουμε κατώτατα όρια για μια κοινότητα", λέει ο Knightly. "Πότε είναι μια τυπική ημέρα; Και πότε είναι μια μέρα να καταφύγει στη θέση του; "
