Роботи-пси, які очищають злітно-посадкові смуги ВВС США від небезпечного сміття

Робот, описаний як «Roomba для злітно-посадкових смуг», який розробляється для ВПС США, може допомогти запобігти пошкодженню літаків сторонніми предметами.

Уламки сторонніх предметів або FOD – все, що не повинно бути на асфальті – щороку завдає авіаційній промисловості приблизно 4 мільярди доларів. Пошкодження FOD можуть бути катастрофічними, спричинивши катастрофу рейсу Air France 4590 Concorde відразу після зльоту, в результаті чого всі 109 людей на борту загинули в 2000 році.

Правила FAA вимагають від аеропортів проводити регулярні перевірки FOD. У військових частинах на злітно-посадкових смугах і польотних палубах спостерігаються часті прогулянки FOD з наявним персоналом, який покликаний пройти по лінії польоту та перевірити наявність потенційно небезпечних об’єктів.

Небезпека подвійна. Будь-яке сміття може проколоти шину або потрапити в двигун, а також може бути важливим доказом інших проблем. Якщо на площині відсутня гайка, болт, кріплення або інший компонент, це може призвести до більш серйозних проблем.

Багато аеропортів мають складні радарні системи для виявлення FOD, але вони дорогі і не обов’язково забезпечують повне покриття. Тож прогулянки та їзди досі є повсякденною реальністю.

Нові технології, що розробляються для ВПС, мають на меті змінити це.

Чотириколісний робот, відомий як FOD Dog, розробляється за контрактом ВПС США, підписаним цього місяця. Головними підрядниками є підрозділ Siemens Government Technologies, а в системі сприйняття працює субпідрядник TurbineOne. Контракт розрахований на один рік, повний робочий прототип системи буде продемонстрований до січня наступного року.

Сам робот являє собою базове міцне шасі з електричним двигуном, і він сканує злітно-посадкові смуги на предмет сторонніх предметів за допомогою стандартних лазерних датчиків. Вони відчувають профіль смуг землі, виявляючи все, що виступає з поверхні. Перевага сканера перед камерою полягає в тому, що він простіше і так само добре працює в умовах поганої видимості, наприклад, під дощем.

Однак справжня магія — це технологія, яка дає сенс даних сканера для виявлення та ідентифікації FOD. Генеральний директор TurbineOne Ян Калин – який брав участь у проходженні FOD під час служби у ВМС США, – каже, що за цим стоять три технології.

«По-перше, це графічні процесори (GPU) від таких компаній, як NVIDIA
NVDA
. Ці невеликі міцні дошки є новим галузевим стандартом для обробки відео», – сказав Калін Forbes. Це одиниці, які забезпечують прогрес у малих дронах та іншій мобільній робототехніці.

«По-друге, моделі машинного навчання пройшли хвилю «мініатюризації», що в основному означає, що код, який раніше вимагав великих обчислювальних ресурсів і багатьох гігабайтів, тепер може працювати лише з мегабайтами простору», — каже Калін.

Це означає, що новітнє програмне забезпечення для інтелектуального машинного навчання може працювати на невеликих периферійних обчислювальних пристроях, а не на стійках серверів, як попередні проекти машинного навчання.

FOD Dogs починають з каталогу різних об’єктів, але можуть вивчати нові. Вони навіть можуть обмінюватися інформацією між учасниками зграї, тому вони поступово покращуватимуть визначення конкретних типів FOD на певному сайті. Це може бути важливо, коли на сайт потрапляє певний тип стороннього предмета, наприклад листя.

«Нарешті, TurbineOne винайшла систему сприйняття фронту, яка слугує операційною системою, щоб зробити всі ці виявлення можливими без підключення до Інтернету», – каже Калін.

Це дозволяє зграї собак працювати в місцях, де може бути відсутнім підключення до Інтернету, наприклад, на військових майданчиках або на авіаносцях.

Прогулянки FOD зазвичай проводяться вночі після припинення польотів або рано вранці. Кожен із роботів автоматично підключається до своєї базової станції для підзарядки («собачий будиночок»), подібно до домашньої прибиральниці Roomba, і собаки будуть виконувати зачистку, працюючи разом, щоб забезпечити повне покриття. Одна людина-оператор може керувати цілим зграєю.

Будь-який розташований FOD автоматично позначається прапорцем. Роботи можуть або передавати точні координати своєму оператору – вбудований покращений GPS означає, що вони визначають його з точністю до кількох сантиметрів – або робот може фізично привести оператора до FOD, як мисливська собака.

Калін каже, що вивезення сміття не є обов’язковою умовою для первинного договору, але вони мають це на дорожній карті. Їхнє ймовірне рішення включатиме оснащення деяких транспортних засобів стандартною роботизованою рукою та програмним забезпеченням для керування. Це перетворило б роботів на повне рішення для очищення злітно-посадкової смуги.

TurbineOne бачить багато інших застосувань для цієї технології, крім виявлення FOD. Дрони вже використовуються для промислової перевірки, але мають обмежений час польоту і не можуть літати в погану погоду. Наземні роботи мають більшу витривалість, можуть ігнорувати погоду та нести важче корисне навантаження різноманітних датчиків. TurbineOne нещодавно оголосила про вихідне фінансування від XYZ Venture Capital в розмірі 3 мільйонів доларів, щоб розширити свою команду інженерів і прискорити доставку продукції.

Роботи, оснащені системами сприйняття, можуть виконувати багато завдань інспекції – починаючи, можливо, з огляду літаків, подібно до рішення на базі дронів, яке впроваджується в Кореї, але поширюючись на фабрики, будівельні майданчики та інші програми. (Можливо, робот-інспекційний робот міг запобігти недавній катастрофі F-35, очевидно, викликаної дощовим покриттям, залишеним на двигуні).

Поєднання недорогої, надійної платформи робота та розумного датчика має великий потенціал, і FOD Dog може бути попередником багатьох порід корисних роботів, які працюють у різних сферах.