Výzkumníci Univerzity Missouri mění způsob provozu dronů tím, že vyvíjejí autonomní vizuální navigační schopnosti, které by mohly být klíčové během přírodních katastrof. Tyto průlomové pokroky závisejí na schopnosti dronů navigovat a interagovat se svým prostředím nezávisle na technologii GPS.
Inovativní algoritmy umělé inteligence jsou navrhovány tak, aby umožnily dronům autonomně navigovat a dokončovat složité úkoly, zejména v prostředích, kde je příjem GPS narušen. To má potenciální dopady na vojenské a záchranné mise, kde by GPS mohl být nespolehlivý nebo nedostupný.
Studenti Univerzity Missouri strávili měsíc na Yuma Proving Grounds v Arizoně, jednom z největších vojenských zařízení na světě, pracující na sběru surových videodat pomocí dronů přizpůsobených jak pro viditelné, tak pro infračervené spektrum. Tato výzkumná činnost je základem pro dvouletý projekt podporovaný Centrem pro výzkum a vývoj Americké armády (US Army Engineer Research and Development Center – ERDC), ukazující významnou podporu ministerstva obrany.
Schopnost operovat autonomně je kritická v situacích, kdy jsou GPS signály narušeny, jako je tomu v přírodních katastrofách nebo vojenských podmínkách. Kannappan Palaniappan, významný profesor elektrotechniky a informatiky a vedoucí projektu, zdůrazňuje, že současné drony se hlavně spoléhají na navigaci pomocí GPS a bez toho jsou významně oslabeny.
V současnosti musí piloti dronů ručně navigovat bezpilotní letecký prostředek (UAV), přičemž se vyhýbají překážkám jako budovy a jiné konstrukce a zůstávají ve vizuální linii pohledu. Tým pana Palaniappana pracuje na softwaru, který by umožňoval dronům samostatně se navigovat, přijímat autonomní rozhodnutí na základě interakce s prostředím a porozumění kontextu scény.
Pokrok v inteligentním vnímání scény s nedávnou senzorovou technologií jako je Light Detection and Ranging (LiDAR) a termovizí umožňuje omezené, avšak sofistikované úkoly, jako je detekce objektů a vizuální identifikace. Ve spojení s týmovými algoritmy poháněnými hlubokým učením a strojovým učením by mohly drony pomoci při vývoji sofistikované obrazové podoby pro mapovací a sledovací aplikace.
Když lidé využívají dynamické 3D modely a pohybové vzory k porozumění svému prostředí, Palaniappan uvádí, že nyní usilují o začlenění těchto podstatných aspektů lidského vidění do autonomních vzdušných a pozemních navigačních algoritmů.
Překonávání technologických omezení jako je potřeba výpočetních zdrojů, jako jsou výpočetní výkony a paměť, je zásadní pro pokročilé obrazové schopnosti. V reakci na potenciální řešení tým vedený MU zkoumá, jak využít cloud computing a vysokovýkonný edge computing pro rychlou analýzu a vývoj trojrozměrných digitálních modelů dvojníků bez dalšího softwaru na samotném dronu.
Tým MU, jehož členy jsou Prasad Calyam, Filiz Bunyak a Joshua Frazer, spolupracuje s výzkumníky ze Saint Louis University, University of California-Berkeley a University of Florida, což rozšiřuje rozsah a odbornost projektu.
Klíčové otázky a odpovědi:
1. Qual o principal cíl projektu Univerzity Missouri týkající se autonomní navigace dronů?
Hlavním cílem je vyvinout AI algoritmy, které umožní dronům autonomně navigovat a plnit úkoly v prostředích, kde je příjem GPS kompromitován, což je důležité pro vojenské a záchranné operace.
2. Jak se tato technologie autonomní navigace liší od stávajících metod navigace dronů?
Stávající drony se hlavně spoléhají na GPS a ruční pilotáž. Nová technologie má za cíl umožnit dronům samo-navigovat pomocí AI, aniž by se spoléhaly na GPS a mimo vizuální linii pohledu.
3. Na jaké oblasti se mohou vztahovat AI-řízené autonomní technologie dronů?
Aplikace zahrnují vojenský průzkum, pátrací a záchranné mise, operace záchrany při katastrofách, sofistikované mapování a sledování v náročných prostředích.
Klíčové výzvy:
– Spolehlivý provoz bez GPS vyžaduje pokročilé techniky strojového učení a počítačového vidění.
– Omezení výpočetních výkonů a paměti představují výzvy pro schopnosti interního počítání.
– Bezpečnostní a etická zřetelelost musí být řešena, aby se zabránilo zneužití nebo nehodám s autonomními drony.
Polemiky:
– Mohou se objevit obavy o ochranu soukromí ohledně využívání dronů pro sledování.
– Autonomní stroje ve vojenských aplikacích mohou vést k debatám o etice umělé inteligence ve válce.
Výhody:
– Autonomní drony mohou operovat v prostředích bez příjmu GPS, zvyšující tak jejich užitečnost v kritických situacích.
– Mohou být efektivnější a snížit potřebu lidské intervence, snižující tak riziko pro personál v nebezpečných oblastech.
– AI navigace může potenciálně vést ke schopnosti sbírat přesné a detailní údaje pro mapování a analýzu.
Nevýhody:
– Složitost softwaru a algoritmů může způsobit, že systém bude náchylný k chybám nebo selháním.
– Mohou být zranitelné vůči hackingu nebo kybernetickým útokům, což by mohlo vést k bezpečnostním zranitelnostem.
– Vysoké počáteční vývojové náklady a údržba pro takovou pokročilou technologii.
Pokud máte zájem o širší kontext technologie dronů a umělé inteligence, můžete navštívit následující domény:
– Národní vědecká nadace pro informace o federálně financovaných výzkumných iniciativách a grantech.
– Americká armáda pro poznatky o vojenských aplikacích a výzkumu v oblasti technologie dronů.
– Federální letecký úřad pro předpisy a směrnice týkající se využívání dronů v národním vzdušném prostoru.
– NASA pro pokročilý výzkum a vývoj v kosmickém průmyslu, včetně bezpilotních leteckých systémů.
Všimněte si, že odkazy by měly být vždy zkontrolovány pro jejich přesnost a relevanci před použitím, protože domény a jejich obsah se mohou měnit.