Uczenie dronów, jak bezpiecznie się rozbijać

Zespół męża i żony wierzy, że ma rozwiązanie jednej z największych przeszkód w dostawie paczek dronem.

Większość bezzałogowych statków powietrznych wcale nie jest bezzałogowa. Zgodnie z prawem w Stanach Zjednoczonych, oddany pilot musi utrzymywać pojazd w zasięgu wzroku, aby zapewnić bezpieczną obsługę. Taka konfiguracja jest nie do utrzymania w przypadku wdrażania na dużą skalę flot dronów, takich jak te planowane przez Amazon do obsługi dostaw do klientów na obszarach miejskich lub w misjach publicznych obejmujących skanowanie w poszukiwaniu pożarów lasów, operacje poszukiwawcze i ratownicze lub nadzór nad rekinami.

Lou Glaab, technolog lotniczy i badacz NASA, oraz jego żona Trish Glaab, inżynier oprogramowania, opracowali system, który ich zdaniem rozwiązuje problem. Safe2Ditch to pakiet algorytmów i logiki oprogramowania, który znajduje się w pojeździe jako mały oddzielny komputer pokładowy lub tryb zintegrowany w autopilocie. W przypadku awarii mechanicznej lub rozładowanego akumulatora Safe2Ditch umożliwi bezpieczne lądowanie pojazdu, zmniejszając ryzyko obrażeń osób na obszarach miejskich i podmiejskich.

Glaabs wierzą, że ta technologia pomoże firmom przedstawić Federalną Administrację Lotnictwa Cywilnego USA, która reguluje wszystkie aspekty lotnictwa cywilnego, że pojazdy te mogą działać autonomicznie i bezpiecznie w pobliżu domów i tłumów.

Oprogramowanie zostało zaprojektowane specjalnie dla mniejszych, tańszych samolotów. Monitoruje różne systemy w dronie i podejmuje decyzje, czy pozwolić mu postępować zgodnie z planem, jeśli nie przewiduje się sytuacji awaryjnej, albo przejąć kontrolę, wybrać bezpieczne miejsce lądowania i wykonać lądowanie tak delikatnie, jak to możliwe, biorąc pod uwagę możliwości uszkodzonego pojazdu. System przechowuje bazę danych potencjalnych miejsc rowów do bezpiecznego lądowania awaryjnego i jest w stanie wybrać idealne miejsce na podstawie zasięgu, rozmiaru, rodzaju terenu, niezawodności oraz ograniczeń czasowych lub dziennych. (Zespół planuje późniejsze iteracje oprogramowania, aby ocenić potencjalne miejsca lądowania poza opcjami bazy danych, analizując obraz wideo pojazdu).

Powiązana historia

Powiązana historia W Rwandzie wczesne komercyjne testy bezzałogowych statków powietrznych skracają czas placówki medycznej na pobranie krwi z czterech godzin do 15 minut.

Safe2Ditch został zaprojektowany, aby naśladować rodzaj podejmowania decyzji, które może podjąć pilot lotnictwa ogólnego, gdyby jej samolot nagle stał się niezdatny do lotu i musiała reagować i manewrować, aby chronić swoje życie i życie ludzi na ziemi, mówi Trish. Oprogramowanie stale monitoruje stan pojazdu i porównuje go z planem misji i zapotrzebowaniem na energię. Po wykryciu zbliżającej się sytuacji awaryjnej system rozpoczyna selekcję znanych najlepszych miejsc wypadku, oceniając żywotność i osiągi unieruchomionego pojazdu w porównaniu z tym, co jest potrzebne do lotu do każdego obszaru. Jeśli żadne miejsce nie jest dostępne w ramach możliwości pojazdu, po prostu zaczyna szukać najbliższego obszaru w dostępnym przewidywanym oknie czasu do awarii.

Jest to znacznie bardziej zaawansowany system niż ten, który jest obecnie stosowany w większości komercyjnych UAV, które wymagają wyznaczonego punktu „domowego”, do którego pojazd będzie próbował wrócić w przypadku awarii sprzętu lub rozładowanego akumulatora. Obecne modele nie są w stanie bezpiecznie rzucić, jeśli, na przykład, poziom naładowania akumulatora nie jest w stanie przywrócić drona do punktu startowego lub jeśli ten punkt startowy jest nieaktualny.

Obecny system opiera się na prawidłowej konfiguracji UAV, wyjaśnia Nicholas Roy, profesor aeronautyki w MIT. Otrzymujesz więc te komiczne historie, w których operator zapomniał zmienić punkt startowy podczas lotu w nowej lokalizacji, a pojazd próbuje przelecieć na ogromną odległość z powrotem do określonego punktu startowego. W zależności od awarii, niektóre komercyjne bezzałogowe statki powietrzne będą obecnie zawisły w powietrzu przez określony czas, dając pilotowi szansę na naprawienie sytuacji.

W przeciwieństwie do tego system Safe2Ditch wykorzystuje kamerę pokładową do wykrywania ruchu w potencjalnym miejscu wypadku w celu ustalenia, czy są tam ludzie lub samochody, i może zmienić trasę do innego miejsca lub wykonać manewr, aby uniknąć ruchu. Ta funkcja okazała się najtrudniejsza do wdrożenia dla zespołu, ponieważ kamera wibruje i porusza się, próbując wykryć poruszające się obiekty na ziemi. Para nawiązała współpracę z zespołem z Uniwersytetu Brighama Younga, który opracował oprogramowanie, które ma pomóc w rozwiązaniu tego problemu.

System Safe2Ditch nie jest jeszcze bezpieczny. Obecnie nie jest w stanie włączyć się, gdy na przykład akumulator pojazdu nagle się rozładowuje, na przykład w przypadku odłączenia kabla lub gdy autopilot całkowicie ulegnie awarii – niedociągnięcia, nad którymi zespół pracuje obecnie poprzez regularne dodawanie funkcji.

Gdy te pozostałe wyzwania technologiczne zostaną rozwiązane, Roy wierzy, że Safe2Ditch lub podobne systemy mogą stać się wymaganym przez FAA standardem bezpieczeństwa w produkcji UAV.

Historycznie wykazano, że FAA działa szybko, gdy pojawia się odpowiednia technologia poprawiająca bezpieczeństwo, mówi Roy. Większą przeszkodą jest znalezienie systemów wystarczająco dojrzałych, aby organy regulacyjne mogły uczynić z tego niezbędny wymóg. Dlatego program Safe2Ditch jest tak ekscytujący.

ukryć