Robotski 'psi' za čuvanje piste USAF-a od opasnih krhotina

Robot opisan kao 'Roomba za uzletno-sletne staze' u razvoju za američko ratno zrakoplovstvo mogao bi spriječiti strane objekte koji oštećuju zrakoplove.

Ostaci stranih predmeta ili FOD – sve što ne bi trebalo biti na asfaltu – uzrokuje gubitak od oko 4 milijarde dolara svake godine u zrakoplovnoj industriji. Šteta od FOD-a može biti katastrofalna, uzrokujući nesreću Air France leta 4590 Concorde odmah nakon polijetanja, usmrtivši svih 109 ljudi u avionu 2000. godine.

FAA propisi zahtijevaju od zračnih luka da provode redovite FOD inspekcije. U vojsci, na uzletno-sletnim stazama i pilotskim palubama viđaju se česte prolaze FOD-a s raspoloživim osobljem koje je pozvano da prođe niz liniju leta i provjeri ima li potencijalno opasnih objekata.

Opasnost je dvostruka. Bilo kakva krhotina može probušiti gumu ili se progutati u motor, a može biti i važan dokaz drugih problema. Ako avionu nedostaje matica, vijak, učvršćivač ili druga komponenta, to može uzrokovati ozbiljnije probleme.

Mnoge zračne luke imaju sofisticirane radarske sustave za otkrivanje FOD-a, ali oni su skupi i ne osiguravaju nužno potpunu pokrivenost. Stoga su šetnje i spuštanja vozila još uvijek svakodnevna stvarnost.

Nova tehnologija koja se razvija za zračne snage ima za cilj to promijeniti.

Robot na četiri kotača poznat kao FOD Dog razvija se prema ugovoru američkog ratnog zrakoplovstva potpisanog ovog mjeseca. Siemensov odjel vladinih tehnologija glavni su izvođači, s podizvođačima TurbineOne koji rade u sustavu percepcije. Ugovor je na godinu dana, s punim radnim prototipom sustava koji će biti prikazan do sljedećeg siječnja.

Sam robot je osnovna, robusna šasija, s električnim motorom, i skenira staze u potrazi za stranim objektima pomoću standardnih laserskih senzora. Oni osjećaju profil traka tla, otkrivajući sve što strši s površine. Prednost skenera u odnosu na kameru je što je jednostavniji i jednako dobro radi u uvjetima loše vidljivosti poput kiše.

Međutim, prava magija je tehnologija koja daje smisao podacima skenera za otkrivanje i prepoznavanje FOD-a. Izvršni direktor TurbineOne Ian Kalin – koji je sudjelovao u FOD-u dok je služio u američkoj mornarici – kaže da iza toga stoje tri tehnologije koje omogućuju.

“Prvo, tu su grafičke procesorske jedinice (GPU) tvrtki poput NVIDIA-e
NVDA
. Ove male, robusne ploče novi su industrijski standard za obradu videa”, rekao je Kalin za Forbes. To su jedinice koje pokreću napredak u malim dronovima i drugoj mobilnoj robotici.

“Drugo, modeli strojnog učenja prošli su kroz valove 'minijaturizacije', što u osnovi znači da kod koji je prije zahtijevao velike računalne resurse i mnogo gigabajta sada može raditi sa samo megabajtima vrijednog prostora,” kaže Kalin.

To znači da se najnoviji softver za pametno strojno učenje može izvoditi na malim rubnim računalnim uređajima, a ne na policama poslužitelja kao raniji projekti strojnog učenja.

Psi FOD počinju s katalogom različitih predmeta, ali su sposobni naučiti nove. Oni čak mogu dijeliti informacije između članova čopora, tako da će stalno postajati sve bolji u prepoznavanju specifičnih vrsta hrane na određenom mjestu. To može biti važno kada mjesto dobije određenu vrstu stranog objekta, poput lišća.

“Konačno, TurbineOne je izumio sustav percepcije na prvoj liniji, koji služi kao operativni sustav koji omogućuje sva ova otkrivanja bez internetske veze”, kaže Kalin.

To omogućuje čoporu pasa da radi na mjestima gdje možda nema veze s internetom, kao što su vojne stranice ili nosači zrakoplova.

FOD-ovi se obično provode noću nakon prestanka leta ili rano ujutro. Svaki od robota se automatski uključuje u svoju baznu stanicu za punjenje ("kućicu za pse"), slično kao Roomba za čišćenje u kućanstvu, a psi će zajedno raditi kako bi osigurali potpunu pokrivenost. Jedan ljudski operater može upravljati cijelim čoporom.

Svaki FOD koji se nalazi automatski se označava. Roboti mogu ili prenijeti točne koordinate svom operateru – ugrađeni poboljšani GPS znači da ga lociraju na nekoliko centimetara – ili robot može fizički dovesti operatera do FOD-a poput lovačkog psa.

Kalin kaže da uklanjanje krhotina nije uvjet za inicijalni ugovor, ali oni to imaju u planu. Njihovo vjerojatno rješenje uključivat će ugradnju u neka vozila gotovom robotskom rukom i softverom za rukovanje. To bi robote pretvorilo u cjelovito rješenje za čišćenje piste.

TurbineOne vidi mnogo više korištenja ove tehnologije osim detekcije FOD-a. Dronovi se već koriste za industrijske preglede, ali imaju ograničeno vrijeme leta i ne mogu letjeti po lošem vremenu. Zemaljski roboti imaju dužu izdržljivost, mogu zanemariti vremenske prilike i nositi veći teret različitih senzora. TurbineOne je nedavno najavio 3 milijuna dolara početnog financiranja od XYZ Venture Capitala kako bi proširio svoj inženjerski tim i ubrzao isporuku proizvoda.

Roboti opremljeni sustavima percepcije mogli bi obavljati mnoge inspekcijske zadatke – počevši, možda, s inspekcijom zrakoplova, slično rješenju temeljenom na bespilotnim letjelicama koje se uvodi u Koreju, ali proširivši se na tvornice, gradilišta i druge aplikacije. (Možda je robotski robot za pregled mogao spriječiti nedavni pad F-35 koji je očito uzrokovan ostavljenim kišnim pokrivačem na motoru).

Kombinacija jeftine, robusne robotske platforme i pametnog senzora ima veliki potencijal i FOD Dog može biti preteča mnogih pasmina korisnih robota koji rade u raznim poljima.