Se pare că nu trece nici o săptămână, fără mai multe știri despre modul în care drone vor face viața noastră mult mai ușoară sau ce pot face acum pentru a ne distra. Cel mai recent, au existat rapoarte despre dispozitivele zburătoare care livrau mâncare golfilor pe un curs din Dakota de Nord și erau folosite ca dansatori de rezervă la spectacolele lui Drake.
Însă, departe de cele nouă etape de concert și de concerte, vehiculele care zboară autonom fac afaceri serioase, de la a ajuta la salvarea de vieți în timpul uraganelor până la împrumutarea agricultorilor în vârstă. Și, dacă un proiect de cercetare al Universității Rice ajunge la bun sfârșit, o mulțime de drone ar putea colabora într-o zi împreună pentru a simți gaze toxice în atmosferă și pentru a descrie un perimetru sigur.
Cultivată de o subvenție recentă de 1, 5 milioane de dolari pentru Fundația Națională a Științei, oamenii de știință, în colaborare cu Baylor College of Medicine and Technology For All, un non-profit din Houston, se vor concentra pe oferirea dronei de inteligență pentru a răsufla unde poluarea periculoasă s-a răspândit în urma unor explozii sau scurgeri, în special după evenimente meteorologice extreme.
De fapt, a remarcat Edward Knightly, inginerul electric și computer care a condus cercetarea, că un astfel de dezastru aproape s-a întâmplat nu departe în urma Uraganului Harvey anul trecut, când primii respondenți au fost bolnavi de o scurgere de gaz dintr-o fabrică chimică din apropierea orașului Houston.
„Primii respondenți au intrat să stabilească un perimetru de aproximativ doi kilometri și jumătate pentru a avertiza locuitorii din cartier”, spune el. Dar primii respondenți au fost ei înșiși spitalizați. Perimetrul era prea aproape de sursă, dar nu știau asta. Nimeni nu știa.
„Și acesta este un excelent exemplu de unde am putea trimite drone de la o distanță sigură și își pot da seama unde este o graniță sigură, efectul vântului, dacă au existat reacții chimice în aer. Găsirea și stabilirea limitelor corecte este o decizie complexă și credem că drone ar putea fi un mare ajutor în luarea acestei decizii. "
Gândirea mică
Dar a da dronei capacitatea de a identifica gazele volatile în timp real aduce câteva provocări mari. Pentru început, pot fi reduse senzorii eficienți la o dimensiune și o greutate potrivită pe o dronă? Echipa lucrează cu Frank Tittel, profesor emerit la Rice și pionier în utilizarea laserelor pentru a detecta semnăturile moleculelor.
„Trebuie să micșorăm senzorii la un kilogram și jumătate sau mai puțin”, spune Knightly. „A dezvoltat modalități pentru ca laserele să sesizeze concentrațiile de gaz pentru o mare varietate de gaze. Dar, de obicei, el proiectează sisteme pentru a fi utilizate pe teren. Niciodată nu a avut de a face cu crearea de senzori cu această restricție de masă sau dimensiune. ”
O mare parte din accentul proiectului până în acest moment a fost de a accentua inteligența flotei de drone, cunoscută sub numele de ASTRO. În timp ce accentul care va merge înainte va fi pus pe capabilitățile de detectare a gazelor, învățarea ASTRO a fost mai largă. Scopul a fost dezvoltarea unui sistem în care dronele pot lucra împreună - fără intervenția umană - pentru a găsi obiecte.
Knightly explică faptul că echipa și-a instruit flota de patru drone pentru a urmări un dispozitiv wireless, inclusiv unul pe un cărucior de golf în mișcare. Și, este făcut „off-the-grid”, fără ca un om pe teren să direcționeze lucrurile cu o telecomandă.
„Vrem ca rețeaua de drone să nu poată zbura între ele, ci chiar dacă nu există o comunicare aer-sol disponibil”, spune el. „Dacă vremea este extremă și infrastructura este în scădere, totuși vrem să fim capabili să trimitem drone pentru a colecta informații despre o zonă periculoasă.”
Înainte să înceapă să urmărească ceva, drone își folosesc inteligența artificială pentru a afla despre împrejurimile lor. Este ceea ce Knightly se referă la „faza de căutare și învățare”. Dronele încep misiuni, întinzându-se mai întâi pentru a obține literalmente un pământ, comunicând tot timpul între ele, astfel încât să nu se adune într-o zonă.
„Înainte de a putea localiza și urmări un dispozitiv wireless, de exemplu, este important pentru ei să învețe mediul”, spune Knightly. „Există o mulțime de copaci? Cladiri inalte? Sau este spații deschise larg? Scopul este de a învăța mediul, astfel încât să poată urmări cu exactitate. ”
Swarm și track
Apoi trec la faza a doua, care se numește în mod adecvat „roi și cale”. Din nou, atunci când obiectul țintă este un dispozitiv wireless, au identificat unde semnalul său este cel mai puternic și de acolo, dronele se unesc ca un roi. . În cazul unui eveniment periculos, acesta ar putea fi cel mai puternic.
„Ei determină că acest lucru ar trebui să măsurăm, așa că haideți să colectăm câteva date de înaltă rezoluție”, spune Knightly.
„Desigur, gazele au toate semnăturile lor spectrale”, adaugă el. „Când dronele vor ieși, va exista un amestec de gaze diferite. Nu va fi un semnal clar al unuia. Deci, avem nevoie de drone pentru a afla despre mediu, pentru a-l compara cu modelele statistice de bază pe care le-am dezvoltat și pentru a putea identifica sursele de emisii periculoase și limitele unde s-au răspândit. "
Luca Mottola, profesor asociat la Departamentul de Electronică, Informații și Bioinginerie de la Universitatea Politehnică din Milano, consideră că acesta este un „exemplu paradigmatic” de când drone pot fi mai eficiente decât orice altă tehnologie.
"Abilitatea de a rula fără restricții, în timp ce transportă sarcini utile cu senzori, le oferă un set unic de abilități", spune Mottola, un expert principal în rețelele de senzori wireless și drone. „Tehnologia disponibilă în prezent pentru a aborda scenarii similare se bazează foarte mult pe intervenția umană și, prin urmare, este mult mai lentă și predispusă la erori.
"Deci, impactul implementării tehnologiei drone este de multe ori. Răspunsul mai rapid poate oferi o protecție îmbunătățită a activelor, poate limita daunele structurilor și poate ameliora impactul asupra vieții umane."
Cercetătorii de la Rice speră ca în cele din urmă să-și testeze dronele de detectare a gazelor într-o locație ideală în apropiere - canalul Houston Ship, cu numeroasele sale rafinării chimice și fabrici de prelucrare industrială. Pe măsură ce proiectul continuă, flota s-ar putea extinde până la zece drone.
De asemenea, echipa a dezvoltat o aplicație mobilă cu ideea că ar putea folosi rezultatele senzorului de drone pentru a trimite avertismente de calitate a aerului în timp real pentru telefoanele rezidenților.
„Am aduce medicii care să ajute la stabilirea pragurilor pentru o comunitate”, spune Knightly. „Când este o zi obișnuită? Și când este o zi să vă adăpostiți în loc? ”
