Robot 'Psi', aby udrželi dráhy USAF bez nebezpečných úlomků

Robot popsaný jako ‚Roomba pro přistávací dráhy‘ ve vývoji pro americké letectvo by mohl pomoci zabránit cizím předmětům poškozujícím letadla.

Zbytky cizích předmětů neboli FOD – cokoli, co by nemělo být na asfaltu – způsobují ročně podle odhadů leteckému průmyslu ztráty 4 miliardy dolarů. Poškození FOD může být katastrofální a způsobí havárii letu Air France 4590 Concorde ihned po vzletu, přičemž v roce 109 zahynulo všech 2000 lidí na palubě.

Předpisy FAA vyžadují, aby letiště prováděla pravidelné kontroly FOD. V armádě jsou na přistávacích drahách a letových palubách časté obchůzky FOD s dostupným personálem, který je volán, aby prošel po letové lince a zkontroloval potenciálně nebezpečné předměty.

Nebezpečí je dvojí. Jakékoli nečistoty mohou prorazit pneumatiku nebo se dostat do motoru a mohou být také důležitým důkazem jiných problémů. Pokud v letadle chybí matice, šroub, spojovací prvek nebo jiná součást, může to způsobit vážnější problémy.

Mnoho letišť má sofistikované radarové systémy pro detekci FOD, ale ty jsou nákladné a nemusí nutně poskytovat plné pokrytí. Procházky a sjezdy jsou tedy stále každodenní realitou.

Nová technologie vyvíjená pro letectvo to má změnit.

Čtyřkolový robot známý jako FOD Dog vyvíjený na základě smlouvy amerického letectva podepsané tento měsíc. Divize Siemens Government Technologies jsou hlavními dodavateli, přičemž subdodavatelé TurbineOne pracují v systému vnímání. Smlouva je uzavřena na jeden rok, přičemž plně funkční prototypový systém bude předveden do ledna příštího roku.

Samotný robot je základní robustní podvozek s elektromotorem a skenuje přistávací dráhy na cizí předměty pomocí běžně dostupných laserových senzorů. Ty snímají profil pásů země a detekují cokoli, co vyčnívá z povrchu. Výhodou skeneru oproti kameře je, že je jednodušší a funguje stejně dobře v podmínkách špatné viditelnosti, jako je prudký déšť.

Skutečným kouzlem je však technologie, která dává datům skeneru smysl pro detekci a identifikaci FOD. CEO TurbineOne Ian Kalin – který se účastnil prohlídek FOD, když sloužil v americkém námořnictvu – říká, že za tím jsou tři základní technologie.

„Zaprvé jsou to grafické procesorové jednotky (GPU) od společností jako NVIDIA
NVDA
. Tyto malé, odolné desky jsou novým průmyslovým standardem pro zpracování videa,“ řekl Kalin pro Forbes. To jsou jednotky, které řídí pokrok v malých dronech a další mobilní robotice.

„Zadruhé, modely strojového učení prošly vlnami ‚miniaturizace‘, což v podstatě znamená, že kód, který dříve vyžadoval velké výpočetní zdroje a mnoho gigabajtů, může nyní pracovat s prostorem v hodnotě pouze megabajtů,“ říká Kalin.

To znamená, že nejnovější software pro chytré strojové učení může běžet na malých okrajových počítačových zařízeních spíše než na stojanech serverů, jako byly dřívější projekty strojového učení.

FOD Psi začínají s katalogem různých předmětů, ale jsou schopni se naučit nové. Mohou dokonce sdílet informace mezi členy smečky, takže se budou neustále zlepšovat v identifikaci konkrétních typů FOD na konkrétním místě. To může být důležité, když web získá specifický typ cizího předmětu, jako jsou listy.

„TurbineOne konečně vynalezl přední systém vnímání, který slouží jako operační systém, který umožňuje všechny tyto detekce bez připojení k internetu,“ říká Kalin.

To umožňuje smečce psů pracovat v místech, kde nemusí být připojení k internetu, jako jsou vojenské objekty nebo letadlové lodě.

Prohlídky FOD se obvykle provádějí v noci po ukončení letového provozu nebo brzy ráno. Každý z robotů se automaticky zapojí do své dobíjecí základny ("psí boudy"), podobně jako domácí úklid Roomba, a psi společně provedou zametání, aby zajistili úplné pokrytí. Jeden lidský operátor může spravovat celé balení.

Každý nalezený FOD je označen automaticky. Roboti mohou buď předat přesné souřadnice svému operátorovi – vestavěná vylepšená GPS znamená, že je lokalizují s přesností na několik centimetrů – nebo robot může operátora fyzicky dovést k FOD jako lovecký pes.

Kalin říká, že odstranění trosek není podmínkou pro původní smlouvu, ale mají to na plánu. Jejich pravděpodobné řešení bude zahrnovat vybavení některých vozidel standardním robotickým ramenem a manipulačním softwarem. To by z robotů udělalo kompletní řešení pro čištění ranveje.

TurbineOne vidí mnohem více využití této technologie mimo detekci FOD. Drony se již používají k průmyslové kontrole, ale mají omezenou dobu letu a nemohou létat za špatného počasí. Pozemní roboti mají delší výdrž, dokážou ignorovat počasí a nést těžší náklad různých senzorů. TurbineOne nedávno oznámila počáteční financování ve výši 3 milionů USD od společnosti XYZ Venture Capital na rozšíření jejich inženýrského týmu a urychlení dodávky produktů.

Roboty vybavené systémy vnímání by mohly provádět mnoho inspekčních úkolů – počínaje, možná inspekcí letadel, podobně jako řešení založené na dronech, které se zavádí v Koreji, ale rozšiřuje se do továren, stavenišť a dalších aplikací. (Možná robotický inspekční robot mohl zabránit nedávné havárii F-35, která byla zjevně způsobena dešťovou pokrývkou, která byla ponechána na motoru).

Kombinace levné, robustní robotické platformy a chytrého snímání má velký potenciál a FOD Dog může být předchůdcem mnoha druhů užitečných robotů pracujících v různých oblastech.