Robot "koerad", et hoida USAF lennurajad ohtlikest prahist puhtana

USA õhujõudude jaoks väljatöötamisel olev robot, mida kirjeldatakse kui "Roomba for runways", võib aidata vältida õhusõidukeid kahjustavaid võõrkehi.

Välismaised objektid ehk FOD – kõik, mis ei peaks asfaldil olema – põhjustab igal aastal lennutööstusele hinnanguliselt 4 miljardi dollari suurust kahju. FOD-i kahjustused võivad olla katastroofilised, põhjustades 4590. aastal Air France'i lennu 109 Concorde'i lennuõnnetuse kohe pärast õhkutõusmist, tappes kõik pardal olnud 2000 inimest.

FAA eeskirjad nõuavad lennujaamadelt regulaarset FOD kontrollimist. Sõjaväes toimuvad lennuradadel ja lennutekadel sageli FOD-i väljasõidud, kus vabad töötajad kutsutakse lennuliini mööda kõndima ja potentsiaalselt ohtlikke objekte kontrollima.

Oht on kahekordne. Igasugune praht võib rehvi läbi torgata või mootorisse sattuda, samuti võib see olla oluline tõend muude probleemide kohta. Kui lennukil puudub mutter, polt, kinnitus või mõni muu komponent, võib see põhjustada tõsisemaid probleeme.

Paljudel lennujaamadel on FOD tuvastamiseks keerukad radarisüsteemid, kuid need on kulukad ega taga tingimata täielikku katvust. Seega on jalutuskäigud ja allasõidud endiselt igapäevane reaalsus.

Õhujõudude jaoks välja töötatava uue tehnoloogia eesmärk on seda muuta.

Sel kuul allkirjastatud USA õhujõudude lepingu alusel arendatakse neljarattalist robotit, mida tuntakse FOD Dogina. Siemens Government Technologies on peatöövõtjad, alltöövõtjad TurbineOne töötavad tajusüsteemis. Leping on sõlmitud üheks aastaks ning täielikult töötavat prototüüpsüsteemi näidatakse järgmise aasta jaanuariks.

Robot ise on põhiline vastupidav šassii, millel on elektrimootor ja mis skannib stardiradu võõrkehade suhtes, kasutades valmis laserandureid. Need tajuvad maapinna ribade profiili, tuvastades kõik, mis pinnalt välja ulatub. Skänneri eeliseks kaamera ees on see, et see on lihtsam ja töötab sama hästi ka halva nähtavuse tingimustes nagu lausvihm.

Tõeline maagia on aga tehnoloogia, mis võimaldab skanneri andmeid FOD tuvastamiseks ja tuvastamiseks kasutada. TurbineOne'i tegevjuht Ian Kalin – kes osales USA mereväes teenides FOD-i läbikäimistel – ütleb, et selle taga on kolm võimaldavat tehnoloogiat.

"Esiteks on graafilised protsessorüksused (GPU-d) sellistelt ettevõtetelt nagu NVIDIA
NVDA
. Need väikesed, vastupidavad lauad on videotöötluse uus tööstusstandard, " ütles Kalin Forbesile. Need on üksused, mis juhivad väikeste droonide ja muu mobiilse robootika edusamme.

"Teiseks on masinõppemudelid läbinud miniaturiseerimise laineid, mis tähendab põhimõtteliselt seda, et kood, mis varem nõudis suuri arvutusressursse ja palju gigabaite, saab nüüd töötada ainult megabaidi väärtuses ruumiga," ütleb Kalin.

See tähendab, et uusim nutikas masinõppetarkvara saab töötada pigem väikestes servaarvutiseadmetes, mitte serveririiulites nagu varasemad masinõppeprojektid.

FOD Dogs alustab erinevate objektide kataloogiga, kuid on võimeline õppima uusi. Nad saavad isegi jagada teavet paki liikmete vahel, nii et nad suudavad pidevalt paremini tuvastada teatud tüüpi FOD-i konkreetsel saidil. See võib olla oluline, kui sait saab teatud tüüpi võõrkeha, näiteks lehti.

"Lõpuks on TurbineOne leiutanud eesliini tajusüsteemi, mis toimib operatsioonisüsteemina, mis teeb kõik need tuvastamised võimalikuks ilma Interneti-ühenduseta," ütleb Kalin.

See võimaldab koerakarjal töötada kohtades, kus ei pruugi olla Interneti-ühendust, näiteks sõjaväeobjektidel või lennukikandjatel.

FOD-i väljasõidud tehakse tavaliselt öösel pärast lennutegevuse lõppemist või varahommikul. Kõik robotid ühenduvad automaatselt oma laadimise tugijaamaga (“koeramaja”), sarnaselt Roomba kodupuhastusseadmega, ja koerad teevad täieliku katvuse tagamiseks üheskoos pühkimise. Üks operaator saab hallata tervet pakki.

Kõik leitud FOD märgitakse automaatselt lipuga. Robotid võivad edastada oma operaatorile täpsed koordinaadid – sisseehitatud täiustatud GPS tähendab, et nad tuvastavad selle mõne sentimeetri täpsusega – või saab robot operaatori füüsiliselt FOD-i juhtida nagu jahikoer.

Kalin ütleb, et prahi eemaldamine ei ole esialgse lepingu nõue, kuid neil on see teekaardil kirjas. Nende tõenäoline lahendus hõlmab mõne sõiduki paigaldamist valmis robotkäe ja käsitsemistarkvaraga. See muudaks robotid täielikuks raja puhastamise lahenduseks.

TurbineOne näeb selle tehnoloogia jaoks palju rohkem kasutusvõimalusi peale FOD tuvastamise. Droone kasutatakse juba tööstuslikuks kontrolliks, kuid neil on piiratud lennuaeg ja nad ei saa lennata halva ilmaga. Maapealsetel robotitel on pikem vastupidavus, nad eiravad ilmastikuolusid ja kannavad suuremat koormust erinevaid andureid. TurbineOne teatas hiljuti 3 miljoni dollari suurusest stardirahastusest XYZ Venture Capitalilt, et laiendada oma insenerimeeskonda ja kiirendada toodete tarnimist.

Tajusüsteemidega varustatud robotid võiksid täita paljusid kontrolliülesandeid – alustades võib-olla lennukite kontrollist, mis sarnaneb Koreas kasutuselevõetava droonipõhise lahendusega, kuid laieneb tehastele, ehitusplatsidele ja muudele rakendustele. (Võib-olla võis robotkontrollrobot ära hoida hiljutise F-35 avarii, mille põhjustas ilmselt mootorile jäetud vihmakate).

Odava ja tugeva robotiplatvormi ja nutika anduri kombinatsioonil on suur potentsiaal ning FOD Dog võib olla paljude erinevatel valdkondadel töötavate abivalmis robotite tõugude eelkäija.