Robot „Psy”, aby utrzymać pasy startowe USAF z dala od niebezpiecznych zanieczyszczeń

Robot opisywany jako „Roomba dla pasów startowych”, opracowywany dla Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych, mógłby pomóc w zapobieganiu uszkodzeniom samolotów przez ciała obce.

Obiekty obce, gruz lub FOD – wszystko, co nie powinno znajdować się na płycie lotniska – powoduje straty w przemyśle lotniczym szacuje się na 4 miliardy dolarów rocznie. Uszkodzenia FOD mogą być katastrofalne, powodując katastrofę samolotu Air France Flight 4590 Concorde natychmiast po starcie, w wyniku czego w 109 roku zginęło wszystkich 2000 osób na pokładzie.

Przepisy FAA nakładają na lotniska obowiązek przeprowadzania regularnych inspekcji FOD. W wojsku na pasach startowych i w kabinach nawigacyjnych często pojawiają się kontrole FOD, podczas których wzywa się dostępny personel, aby przeszedł wzdłuż linii lotu i sprawdził, czy nie ma potencjalnie niebezpiecznych obiektów.

Zagrożenie jest dwojakie. Wszelkie zanieczyszczenia mogą przebić oponę lub przedostać się do silnika, a także mogą być ważnym dowodem innych problemów. Jeśli w samolocie brakuje nakrętki, śruby, łącznika lub innego elementu, może to spowodować poważniejsze problemy.

Wiele lotnisk posiada zaawansowane systemy radarowe do wykrywania FOD, są one jednak kosztowne i niekoniecznie zapewniają pełny zasięg. Dlatego spacery i zjazdy są nadal codziennością.

Nowa technologia opracowywana dla Sił Powietrznych ma to zmienić.

Czterokołowy robot znany jako FOD Dog jest opracowywany w ramach kontraktu podpisanego przez Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych w tym miesiącu. Głównym wykonawcą jest oddział Siemens Government Technologies, a podwykonawcy TurbineOne pracują w systemie percepcyjnym. Umowa obowiązuje przez rok, a w pełni działający prototyp systemu ma zostać zaprezentowany do stycznia przyszłego roku.

Sam robot ma prostą, wytrzymałą obudowę z silnikiem elektrycznym i skanuje pasy startowe w poszukiwaniu ciał obcych za pomocą dostępnych na rynku czujników laserowych. Wyczuwają one profil pasków ziemi i wykrywają wszystko wystające z powierzchni. Przewagą skanera nad kamerą jest to, że jest prostszy i równie dobrze sprawdza się w warunkach słabej widoczności, np. ulewnego deszczu.

Jednak prawdziwą magią jest technologia, która wykorzystuje dane skanera do wykrywania i identyfikacji FOD. Prezes TurbineOne Jan Kalin – który brał udział w spacerach z FOD podczas służby w marynarce wojennej Stanów Zjednoczonych – twierdzi, że kryją się za tym trzy technologie wspomagające.

„Po pierwsze, są procesory graficzne (GPU) takich firm jak NVIDIA
NVDA
. Te małe, wytrzymałe płyty wyznaczają nowy standard branżowy w przetwarzaniu wideo” – Kalin powiedział Forbesowi. Są to jednostki napędzające postęp w małych dronach i innej robotyce mobilnej.

„Po drugie, modele uczenia maszynowego przeszły fale «miniaturyzacji», co zasadniczo oznacza, że ​​kod, który kiedyś wymagał dużych zasobów obliczeniowych i wielu gigabajtów, może teraz działać na przestrzeni zaledwie megabajtów” – mówi Kalin.

Oznacza to, że najnowsze oprogramowanie do inteligentnego uczenia maszynowego może działać na małych urządzeniach brzegowych, a nie na szafach serwerowych, jak miało to miejsce we wcześniejszych projektach uczenia maszynowego.

Psy FOD zaczynają od katalogu różnych obiektów, ale potrafią uczyć się nowych. Mogą nawet dzielić się informacjami pomiędzy członkami stada, dzięki czemu będą coraz lepsi w identyfikowaniu określonych typów FOD w określonym miejscu. Może to być ważne, gdy w danym miejscu pojawi się konkretny rodzaj ciała obcego, np. liście.

„W końcu TurbineOne wynalazło system percepcji pierwszej linii, który służy jako system operacyjny umożliwiający wszystkie te detekcje bez połączenia z Internetem” – mówi Kalin.

Dzięki temu stado psów może pracować w miejscach, w których może nie być połączenia z Internetem, takich jak obiekty wojskowe lub lotniskowce.

Obserwacje FOD są zwykle przeprowadzane w nocy po zakończeniu operacji lotniczych lub wcześnie rano. Każdy z robotów automatycznie podłącza się do stacji ładującej („domu dla psa”), podobnie jak domowa sprzątaczka Roomba, a psy wspólnie przeprowadzą sprzątanie, aby zapewnić pełne pokrycie. Jeden operator może zarządzać całym pakietem.

Każdy znaleziony FOD jest automatycznie oznaczany. Roboty mogą albo przekazywać operatorowi dokładne współrzędne – wbudowany ulepszony moduł GPS oznacza, że ​​lokalizują je z dokładnością do kilku centymetrów – albo może fizycznie poprowadzić operatora do FOD niczym pies myśliwski.

Kalin twierdzi, że usunięcie gruzu nie jest wymogiem w ramach pierwotnej umowy, ale firma ma to w planie działania. Prawdopodobne rozwiązanie będzie obejmować wyposażenie niektórych pojazdów w gotowe ramię robota i oprogramowanie do obsługi. Dzięki temu roboty staną się kompletnym rozwiązaniem do czyszczenia pasa startowego.

TurbineOne widzi o wiele więcej zastosowań tej technologii poza wykrywaniem FOD. Drony są już wykorzystywane do inspekcji przemysłowych, ale mają ograniczony czas lotu i nie mogą latać przy złej pogodzie. Roboty naziemne mają większą wytrzymałość, mogą ignorować pogodę i przenosić większy ładunek złożony z różnych czujników. Firma TurbineOne ogłosiła niedawno finansowanie zalążkowe w wysokości 3 milionów dolarów od XYZ Venture Capital na rozbudowę zespołu inżynierów i przyspieszenie dostarczania produktów.

Roboty wyposażone w systemy percepcyjne mogą wykonywać wiele zadań inspekcyjnych – począwszy od inspekcji samolotów, podobnie jak w przypadku rozwiązania opartego na dronach wdrażanego w Korei, ale kończąc na fabrykach, placach budowy i innych zastosowaniach. (Być może zrobotyzowany robot inspekcyjny mógłby zapobiec niedawnej katastrofie F-35, najwyraźniej spowodowanej pozostawieniem osłony przeciwdeszczowej na silniku).

Połączenie niedrogiej, solidnej platformy robota i inteligentnego wykrywania ma ogromny potencjał, a pies FOD może być prekursorem wielu ras pomocnych robotów pracujących w różnych dziedzinach.