O dronă care detectează metale ar putea găsi în mod autonom minele terestre
Detectarea metalelor poate fi o activitate distractiva, dar si o sarcina foarte serioasa - daca comorile ingropate pe care le cauti includ mine si resturi explozive de razboi. Aceasta este o problema enorma si periculoasa: aproximativ 12.000 de kilometri patrati din intreaga lume sunt practic inutili si nelocuibili din cauza amenintarii de explozii, iar mii si mii de oameni sunt raniti sau uciși în fiecare an.
Deși exista multe modalitati diferite de detectare a minelor și explozivelor, niciuna dintre ele nu este foarte rapidă sau ușoară. Pentru motive evidente, trimiterea unui om într-un câmp minat cu un detector de metale nu este cea mai sigură modalitate de a face acest lucru. Prin urmare, oamenii trimit orice altceva posibil, de la mașini care pot sparge câmpurile cu forță brută la șobolani bine instruiți care abordează o abordare mai pasivă prin mirosirea produselor chimice explozive.
Deoarece majoritatea minelor sunt declanșate prin presiune sau proximitate directă, poate părea că o drona ar fi modalitatea ideală de a le detecta fără explozii. Cu toate acestea, cu excepția cazului în care detectați numai pe o suprafață perfect plană (și, probabil, nici atunci), detectorul nu va fi poziționat ideal marea parte a timpului, și poate rata ceva, ceea ce nu este o opțiune viabilă pentru detectarea minelor.
In prezent, la Laboratorul de Sisteme Autonome de la ETH Zurich, este în curs de dezvoltare o combinație inovatoare între un detector de metale și o drona cu 5 grade de libertate. Aceasta poate oferi o soluție viabilă pentru detectarea minelor terestre la distanță, folosind detectarea și localizarea atentă împreună cu unele motoare de torsiune pentru a menține detectorul în mod fiabil aproape de sol.
Partea cu adevărat dificilă a acestui lucru este asigurarea faptului că detectorul de metale rămâne orientat corect față de suprafața solului astfel încât să nu existe o scădere a eficacității sale. Cu o drona convenționala, acest lucru este practic imposibil, deoarece de fiecare dată când drona se mișcă în orice direcție, în afara de sus-jos, trebuie să se încline, ceea ce va înclina și orice este atașat la ea. Cu excepția cazului în care doriți să vă montați detectorul de metale pe un fel de sistem tip ghimbal (probabil complicat și greu), aveți nevoie de o dronă care să-și transpună poziția fără a se înclina. Din fericire, o astfel de dronă nu numai că există, dar este disponibilă în comerț.
Drona folosită în această cercetare este realizată de o companie numită Voliro și este un tricopter care folosește nacele de propulsie rotative care se mișcă independent de corpul dronei. Voliro este un startup care își are rădăcinile în Laboratorul de Sisteme Autonome de la ETH Zurich, același loc în care se desfășoară cercetarea cu drone de detectare a minelor.
Deci, acum că aveți o dronă care este teoretic capabilă să vă facă detectorul de metale să funcționeze, trebuie să proiectați sistemul de control care îl face să funcționeze în practică.
Sistemul trebuie să poată pilota drona pe o suprafață 3D pe care nu a mai văzut-o până acum și ar putea include obstacole. Între timp, trebuie să prioritizeze alinierea detectorului. Cercetătorii combină GPS-ul cu măsurătorile inerțiale de la un lidar montat pe dronă pentru estimarea absolută a poziției și a stării, apoi trasează și execută în mod autonom o "traiectorie de acoperire boustrophedon" pe o zonă de interes. Un boustrophedon - un cuvânt despre care nu știam că există până în acest moment - se referă la ceva (de obicei scris) în care liniile alternative sunt inversate (și oglindite). Așadar, de la dreapta la stânga și apoi de la stânga la dreapta.
Testele cu ținte metalice (neexplozive) au arătat că acest sistem se descurcă foarte bine, chiar și în zone cu obstacole, cu ocluzie deasupra capului și cu o pantă semnificativă. Dacă va fi sau nu util în cele din urmă pe teren, va fi nevoie de investigații suplimentare, dar, deoarece platforma în sine este un hardware comercial, de serie, există un pic mai mult loc pentru optimism decât ar putea fi altfel.
O lucrare de cercetare, "Resilient Terrain Navigation with a 5 DOF Metal Detector Drone", realizată de Patrick Pfreundschuh, Rik Bähnemann, Tim Kazik, Thomas Mantel, Roland Siegwart și Olov Andersson de la Autonomous Systems Lab din cadrul ETH Zurich, va fi prezentată în luna mai la ICRA 2023 din Londra.
sursa: spectrum.ieee.org