„Câini” robot pentru a menține pistele USAF libere de resturi periculoase

Un robot descris drept „Roomba pentru piste” în curs de dezvoltare pentru Forțele Aeriene ale SUA ar putea ajuta la prevenirea ca obiectele străine să deterioreze aeronavele.

Foreign Object Debris sau FOD – orice lucru care nu ar trebui să fie pe asfalt – provoacă pierderi estimate la 4 miliarde de dolari în fiecare an pentru industria aviației. Pagubele FOD pot fi catastrofale, provocând prăbușirea zborului Air France 4590 Concorde imediat după decolare, ucigând toate cele 109 persoane de la bord în 2000.

Reglementările FAA impun aeroporturilor să efectueze inspecții regulate FOD. În armată, pistele și punțile de zbor înregistrează frecvente deplasări FOD cu personal disponibil chemat să meargă pe linia de zbor și să verifice dacă există obiecte potențial periculoase.

Pericolul este dublu. Orice reziduu poate perfora o anvelopă sau poate fi ingerat într-un motor și poate fi, de asemenea, o dovadă importantă a altor probleme. Dacă unui avion îi lipsește o piuliță, un șurub, un dispozitiv de fixare sau o altă componentă, poate cauza probleme mai grave.

Multe aeroporturi au sisteme radar sofisticate pentru a detecta FOD, dar acestea sunt costisitoare și nu oferă neapărat o acoperire completă. Deci, coborârile și coborârile cu mașina sunt încă o realitate de zi cu zi.

Noua tehnologie dezvoltată pentru Forțele Aeriene își propune să schimbe acest lucru.

Robotul cu patru roți, cunoscut sub numele de FOD Dog, este dezvoltat în cadrul unui contract al Forțelor Aeriene ale SUA semnat în această lună. Divizia Siemens Government Technologies sunt antreprenori principali, subcontractanții TurbineOne lucrând în sistemul de percepție. Contractul este pe un an, cu un sistem prototip complet funcțional care urmează să fie demonstrat până în ianuarie viitor.

Robotul în sine este un șasiu robust de bază, cu un motor electric și scanează pistele pentru obiecte străine folosind senzori laser de la raft. Acestea simt profilul fâșiilor de pământ, detectând orice iese din suprafață. Avantajul scanerului față de o cameră este că este mai simplu și funcționează la fel de bine în condiții de vizibilitate slabă precum ploaia batrană.

Cu toate acestea, adevărata magie este tehnologia care dă sens datelor scanerului pentru a detecta și identifica FOD. CEO TurbineOne Ian Kalin – care a luat parte la demersurile FOD în timp ce servea în Marina SUA – spune că în spate există trei tehnologii care le permit.

„În primul rând, există unități de procesoare grafice (GPU) de la companii precum NVIDIA
NVDA
. Aceste plăci mici și robuste sunt noul standard industrial pentru procesarea video”, a declarat Kalin pentru Forbes. Acestea sunt unitățile care conduc progresul în dronele mici și alte roboti mobile.

„În al doilea rând, modelele de învățare automată au trecut prin valuri de „miniaturizare”, ceea ce înseamnă că codul care înainte necesita resurse de calcul mari și mulți gigaocteți poate funcționa acum cu spațiu de doar megaocteți”, spune Kalin.

Aceasta înseamnă că cel mai recent software de învățare automată inteligentă poate rula pe dispozitive de calcul mici, mai degrabă decât pe rafturi de servere, cum ar fi proiectele anterioare de învățare automată.

Câinii FOD încep cu un catalog de diferite obiecte, dar sunt capabili să învețe altele noi. Ei pot chiar partaja informații între membrii pachetului, astfel încât să devină mai buni în identificarea anumitor tipuri de FOD pe un anumit site. Acest lucru poate fi important atunci când un site primește un anumit tip de obiect străin, cum ar fi frunzele.

„În cele din urmă, TurbineOne a inventat un sistem de percepție în primă linie, care servește drept sistem de operare pentru a face posibile toate aceste detectări fără o conexiune la internet”, spune Kalin.

Acest lucru permite haita de câini să lucreze în locuri unde este posibil să nu existe conexiune la internet, cum ar fi site-uri militare sau portavion.

Descărcările FOD sunt de obicei efectuate noaptea după încetarea operațiunilor de zbor sau dimineața devreme. Fiecare dintre roboți se conectează automat la stația de bază de reîncărcare („casă pentru câini”), la fel ca un Roomba de curățenie domestică, iar câinii vor efectua o măturare lucrând împreună pentru a oferi o acoperire completă. Un operator uman poate gestiona un pachet întreg.

Orice FOD localizat este semnalat automat. Roboții pot fie să transmită coordonatele exacte operatorului lor – GPS-ul îmbunătățit încorporat înseamnă că îl localizează la câțiva centimetri – sau un robot poate conduce fizic operatorul către FOD ca un câine de vânătoare.

Kalin spune că îndepărtarea resturilor nu este o cerință pentru contractul inițial, dar o au pe foaia de parcurs. Soluția lor probabilă va implica montarea unor vehicule cu un braț robotizat disponibil la raft și cu un software de manipulare. Acest lucru ar transforma roboții într-o soluție completă de curățare a pistei.

TurbineOne vede mult mai multe utilizări pentru această tehnologie dincolo de detectarea FOD. Dronele sunt deja folosite pentru inspecția industrială, dar au un timp de zbor limitat și nu pot zbura pe vreme rea. Roboții de sol au rezistență mai mare, pot ignora vremea și transportă o sarcină utilă mai grea de senzori variați. TurbineOne a anunțat recent o finanțare de început de 3 milioane de dolari de la XYZ Venture Capital pentru a-și extinde echipa de inginerie și pentru a accelera livrarea produselor.

Roboții echipați cu sisteme de percepție ar putea îndeplini multe sarcini de inspecție – începând, poate, cu inspecția aeronavelor, similar cu o soluție bazată pe drone care este lansată în Coreea, dar extinzându-se la fabrici, șantiere și alte aplicații. (Poate că robotul robotizat de inspecție ar fi putut preveni recenta prăbușire a F-35, cauzată aparent de un capac de ploaie lăsat pe un motor).

Combinația dintre o platformă de robot robustă și ieftină și senzorul inteligent are un potențial mare, iar câinele FOD poate fi precursorul multor rase de roboți utili care lucrează într-o varietate de domenii.