Robot „Psy“ na ochranu dráh USAF pred nebezpečnými úlomkami

Robot opísaný ako „Roomba pre pristávacie dráhy“, ktorý sa vyvíja pre americké letectvo, by mohol pomôcť zabrániť poškodeniu lietadiel cudzími predmetmi.

Odpad z cudzích predmetov alebo FOD – čokoľvek, čo by nemalo byť na asfalte – spôsobuje leteckému priemyslu odhadované straty 4 miliardy dolárov ročne. Poškodenie FOD môže byť katastrofálne, čo spôsobí haváriu letu Air France 4590 Concorde ihneď po štarte, pričom v roku 109 zahynulo všetkých 2000 ľudí na palube.

Predpisy FAA vyžadujú, aby letiská vykonávali pravidelné kontroly FOD. V armáde sú na vzletových a pristávacích dráhach a na letových palubách časté obchôdzky FOD s dostupným personálom, ktorý je privolaný, aby kráčal po letovej línii a skontroloval potenciálne nebezpečné predmety.

Nebezpečenstvo je dvojaké. Akékoľvek nečistoty môžu prepichnúť pneumatiku alebo sa môžu dostať do motora a môžu byť tiež dôležitým dôkazom iných problémov. Ak v lietadle chýba matica, skrutka, upevňovací prvok alebo iný komponent, môže to spôsobiť vážnejšie problémy.

Mnohé letiská majú sofistikované radarové systémy na detekciu FOD, ale tie sú nákladné a nemusia nevyhnutne poskytovať úplné pokrytie. Takže prechádzky a zjazdy sú stále každodennou realitou.

Nová technológia vyvíjaná pre letectvo to má zmeniť.

Štvorkolesový robot známy ako FOD Dog, ktorý sa vyvíja na základe zmluvy s americkým letectvom podpísanej tento mesiac. Divízia Siemens Government Technologies sú hlavnými dodávateľmi, pričom subdodávatelia TurbineOne pracujú v systéme vnímania. Zmluva je platná na jeden rok s plne funkčným prototypovým systémom, ktorý bude predstavený do budúceho januára.

Samotný robot je základný robustný podvozok s elektromotorom a skenuje pristávacie dráhy na cudzie predmety pomocou bežne dostupných laserových senzorov. Tieto snímajú profil pásov zeme a detegujú čokoľvek, čo vyčnieva z povrchu. Výhodou skenera oproti fotoaparátu je, že je jednoduchší a funguje rovnako dobre aj v podmienkach zlej viditeľnosti, ako je prudký dážď.

Skutočným kúzlom je však technológia, ktorá dáva zmysel údajom skenera na detekciu a identifikáciu FOD. Generálny riaditeľ TurbineOne Ian Kalin – ktorý sa zúčastnil na prehliadke FOD počas služby v americkom námorníctve – hovorí, že za tým sú tri podporné technológie.

„Po prvé, existujú grafické procesorové jednotky (GPU) od spoločností ako NVIDIA
NVDA
. Tieto malé, odolné dosky sú novým priemyselným štandardom pre spracovanie videa,“ povedal Kalin pre Forbes. Sú to jednotky, ktoré riadia pokrok v malých dronoch a inej mobilnej robotike.

„Po druhé, modely strojového učenia prešli vlnami 'miniaturizácie', čo v podstate znamená, že kód, ktorý si predtým vyžadoval veľké výpočtové zdroje a mnoho gigabajtov, môže teraz pracovať s priestorom v hodnote len megabajtov,“ hovorí Kalin.

To znamená, že najnovší softvér inteligentného strojového učenia môže bežať na malých okrajových počítačových zariadeniach, a nie na stojanoch serverov, ako boli predchádzajúce projekty strojového učenia.

FOD Dogs začínajú s katalógom rôznych predmetov, ale dokážu sa naučiť nové. Môžu dokonca zdieľať informácie medzi členmi balíka, takže sa budú neustále zlepšovať v identifikácii konkrétnych typov FOD na konkrétnej lokalite. To môže byť dôležité, keď sa na lokalite dostane špecifický typ cudzieho predmetu, ako sú listy.

„TurbineOne napokon vynašiel systém vnímania v prvej línii, ktorý slúži ako operačný systém umožňujúci všetky tieto detekcie bez pripojenia k internetu,“ hovorí Kalin.

To umožňuje svorke psov pracovať na miestach, kde nemusí byť pripojenie na internet, ako sú vojenské miesta alebo lietadlové lode.

Obchôdzky FOD sa zvyčajne vykonávajú v noci po ukončení letovej prevádzky alebo skoro ráno. Každý z robotov sa automaticky zapojí do svojej nabíjacej základňovej stanice ("psej búdy"), podobne ako domáca upratovačka Roomba, a psi spoločne vykonajú zametanie, aby zabezpečili úplné pokrytie. Jeden ľudský operátor môže spravovať celý balík.

Každý nájdený FOD je označený automaticky. Roboty môžu buď odovzdať presné súradnice svojmu operátorovi – vstavané vylepšené GPS znamená, že ho lokalizujú s presnosťou niekoľkých centimetrov – alebo robot môže operátora fyzicky doviesť do FOD ako poľovný pes.

Kalin hovorí, že odstraňovanie trosiek nie je podmienkou pre počiatočnú zmluvu, ale majú to na pláne. Ich pravdepodobné riešenie bude zahŕňať vybavenie niektorých vozidiel štandardným robotickým ramenom a manipulačným softvérom. To by premenilo roboty na kompletné riešenie čistenia dráh.

TurbineOne vidí oveľa viac využití tejto technológie mimo detekcie FOD. Drony sa už používajú na priemyselnú kontrolu, ale majú obmedzený čas letu a nemôžu lietať v zlom počasí. Pozemné roboty majú dlhšiu výdrž, dokážu ignorovať počasie a nesú väčší náklad rôznych senzorov. TurbineOne nedávno oznámila počiatočné financovanie vo výške 3 milióny USD od spoločnosti XYZ Venture Capital na rozšírenie svojho inžinierskeho tímu a urýchlenie dodávky produktov.

Roboty vybavené systémami vnímania by mohli vykonávať mnoho kontrolných úloh – počnúc možno kontrolou lietadla, podobne ako riešenie založené na dronoch, ktoré sa uvádza na trh v Kórei, ale rozširuje sa aj na továrne, staveniská a ďalšie aplikácie. (Možno, že robotický inšpekčný robot mohol zabrániť nedávnej havárii F-35, ktorá bola zjavne spôsobená ponechaním krytu proti dažďu na motore).

Kombinácia lacnej, robustnej robotickej platformy a inteligentného snímania má veľký potenciál a FOD Dog môže byť predchodcom mnohých plemien užitočných robotov pracujúcich v rôznych oblastiach.