Čini se da ne prolazi ni jedan tjedan, bez vijesti o tome kako će nam dronovi olakšati život ili što mogu učiniti sada da nas zabave. Nedavno su objavljena izvješća o letećim uređajima koji su dostavljali hranu golferima na tečaj u Sjevernoj Dakoti i koji su korišteni kao rezervni plesači na Drakeovim izložbama.
No, udaljeno od posljednjih devet i koncertnih pozornica, autonomna leteća vozila bave se ozbiljnim poslom, od pomaganja u spašavanju života tijekom uragana do pružanja pomoći starijim poljoprivrednicima. A ako se urodi istraživačkim projektom Sveučilišta Rice, roj bespilotnih letelica mogao bi jednoga dana zajednički osjetiti otrovne plinove u atmosferi i preslikati siguran obod.
Potaknuti nedavnom potporom Nacionalne zaklade za znanost u iznosu od 1, 5 milijuna dolara, znanstvenici će se u suradnji s Baylor College of Medicine and Technology For All, Houston-ovom neprofitnom organizacijom, fokusirati na davanje dronova inteligenciji da provjeri mjesto gdje se opasno zagađenje proširilo nakon eksplozija ili curenja osobito nakon ekstremnih vremenskih prilika.
U stvari, primijetio je Edward Knightly, inženjer elektrotehnike i računala koji je vodio istraživanje, takva se nedavna katastrofa dogodila nedaleko od uragana Harvey prošle godine, kada su prvi odgovornici bili iscureni zbog curenja plina iz kemijske tvornice u blizini Houstona.
"Prvi su se odazvali da postave obod oko dva i pol kilometra kako bi upozorili stanovnike susjedstva", kaže on. "Ali prvi su odgovorili sami u bolnicu. Perimetar je bio preblizu izvoru, ali to nisu znali. Nitko nije znao.
"I, to je sjajan primjer gdje smo mogli poslati dronove sa sigurne udaljenosti i oni mogu shvatiti gdje je sigurna granica, utjecaj vjetra, da li je bilo kemijskih reakcija u zraku. Pronalaženje i postavljanje pravih granica složena je odluka i mislimo da bi dronovi mogli biti od velike pomoći u donošenju te odluke. "
Razmišljam malo
No, davanje dronovima mogućnost prepoznavanja isparljivih plinova u stvarnom vremenu donosi neke velike izazove. Za početak, mogu li se efektivni senzori spustiti na veličinu i težinu koji se mogu uklopiti na dronu? Tim surađuje s Frankom Tittelom, profesorom emeritusa iz Ricea i pionirom na korištenju lasera za otkrivanje potpisa molekula.
"Senzore moramo smanjiti na jedan i pol kilogram ili manje", kaže Knightly. „Razvio je načine kako laseri mogu osjetiti koncentracije plina za najrazličitije plinove. Ali obično dizajnira sustave koji će se koristiti na terenu. Nikad se nije morao baviti stvaranjem senzora s ovim ograničenjem mase ili veličine. "
Najveći dio fokusa projekta na ovom pitanju bio je naoštrenje inteligencije bespilotne flote, poznate kao ASTRO. Iako će se fokus usmjeravati na sposobnosti senziranja plina, ASTRO-ovo učenje ima široki opseg. Cilj je bio razviti sustav u kojem dronovi mogu zajedno raditi - bez ljudske intervencije - pronalaziti predmete.
Knightly objašnjava da je tim osposobio svoju flotu od četiri bespilotne letjelice za pronalaženje bežičnog uređaja, uključujući i jednog na pokretnim golf kolicima. I to se radi „izvan mreže“, a da na zemlji ne dođe neko usmjerivanje stvari pomoću daljinskog upravljača.
"Želimo da mreža dronova ne samo da može leteti među sobom, već čak i ako ne postoji komunikacija zrak-zemlja", kaže on. "Ako je ekstremno vrijeme i infrastruktura propada, i dalje želimo biti u mogućnosti slati bespilotne letjelice za prikupljanje podataka o opasnom području."
Prije nego što započnu bilo što pratiti, dronovi koriste svoju umjetnu inteligenciju kako bi naučili o svojoj okolini. To Knightly naziva "fazom pretraživanja i učenja." Dronovi započinju misije najprije se šireći se doslovce u zemlju, a cijelo vrijeme komuniciraju tako da se ne gomilaju u jednom području.
"Na primjer, prije nego što pronađu i prate bežični uređaj, važno im je da nauče okoliš", kaže Knightly. "Ima li puno stabala? Visoke zgrade? Ili su to široki otvoreni prostori? Cilj je naučiti okoliš kako bi mogli točno pratiti. "
Roj i trag
Zatim prelaze na drugu fazu, što se prikladno naziva "roj i trag". Ponovno, kad je ciljni objekt bežični uređaj, identificirali su gdje je njegov signal najjači, i tu se dronovi sakupljaju kao roj, U slučaju opasnog događaja, moguće je da je očitavanje plina najjače.
"Oni utvrđuju da je to ono što bi trebalo mjeriti, pa idemo prikupiti neke podatke visoke rezolucije", kaže Knightly.
"Naravno, svi plinovi imaju svoj spektralni potpis", dodaje. "Kad se dronovi ugasi, postojat će mješavina različitih plinova. Neće to biti jasan signal samo jednog. Stoga nam trebaju dronovi da upoznaju okoliš, usporedimo ga sa statističkim osnovnim modelima koje smo razvili, a zatim da možemo prepoznati izvore opasnih emisija i granice gdje su se širili. "
Luca Mottola, izvanredni profesor na Odjelu za elektroniku, informacije i bioinžinjering na Politehničkom sveučilištu u Milanu, vjeruje da je ovo „paradigmatičan primjer“ kada dronovi mogu biti učinkovitiji od bilo koje druge tehnologije.
"Sposobnost nesmetanog kretanja, dok nose bogate opterećenja senzora, pruža im jedinstven skup sposobnosti", kaže Mottola, vodeći stručnjak za bežične i dronske mreže senzora. „Trenutno dostupna tehnologija za rješavanje sličnih scenarija uvelike se oslanja na ljudsku intervenciju i stoga je put sporiji i sklon greškama.
"Dakle, utjecaj primjene bespilotnih tehnologija je mnogostruk. Brže reagiranje može pružiti bolju zaštitu imovine, ograničiti štetu na konstrukcijama i poboljšati utjecaj na ljudske živote."
Istraživači Ricea nadaju se da će na kraju testirati svoje bespilotne dronove na idealnom mjestu u blizini - brodskom kanalu Houston, s brojnim kemijskim rafinerijama i industrijskim postrojenjima za preradu. Kako projekt prolazi, flota bi se mogla proširiti na čak deset dronova.
Tim je također razvio mobilnu aplikaciju sa idejom da bi mogao koristiti nalaze senzora bespilotnih dronova za slanje upozorenja o kvaliteti zraka u stvarnom vremenu na telefone stanovnika.
"Doveli bismo liječnike da pomognu u postavljanju pragova za zajednicu", kaže Knightly. "Kad je to tipičan dan? A kad je dan skloništa? "
