مسیریابی پهپادها بدون دخالت انسان

وب سایت سایبربان: سازمان دارپا در حال ایجاد الگوریتم‌هایی است که به پهپادها اجازه می‌دهند بدون دخالت انسان و مسیریاب جغرافیایی حرکت کرده و از برخورد با موانع جلوگیری کنند.

به گزارش واحد فناوری اطلاعات سایبربان؛ سازمان دارپا اعلام کرد فاز یک برنامه‌ی اف.ال.ای ۱ (FLA) به دنبال آزمایش آن در مرکز فلوریدا به تازگی به پایان رسیده است.

برنامه‌ی اف.ال.ای نوعی فناوری پیشرفته است که امکان حرکت خودکار پهپادهای کوچک 4 ملخه را با بالاترین سرعت (بیشتر از 20 متر در ثانیه)، در محل‌هایی پر از موانع و ساختمان‌های پرجمعیت، فراهم می‌کند. این کار از طریق چندین دوربین و حسگر که روی وسیله نصب شده‌اند و چندین الگوریتم هوشمند برای ناوبری خودکار صورت می‌گیرد. از این دستاورد می‌توان برای اهداف گوناگونی استفاده کرد. به عنوان مثال می‌توان قبل از ارسال نیروها به داخل ساختمان، از آن برای بررسی سریع و امن وضعیت داخل محل استفاده کرد. به علاوه امکان جستجوی خلبانانی که در محیط‌های جنگی سقوط کرده و تراکم درختان مشاهده‌ی سطح زمین را با مشکل مواجه می‌کنند نیز به وجود خواهد آمد. همچنین با بهره‌گیری از اف.ال.ای می‌توان در حوادث طبیعی به سرعت محیط‌های ناامن به وجود آمده را بررسی کرده و محل دقیق بازماندگان را شناسایی کرد.

جی.سی لِدِی (JC Ledé)، مدیر برنامه‌ی پروژه‌ی اف.ال.ای. دارپا گفت: «هدف طرح اف.ال.ای. ایجاد الگوریتم‌های پیشرفته‌ای است که بدون دخالت اپراتورهای انسانی، موقعیت‌یاب جغرافیایی (GPS)، یا هر نوع ارتباط داده‌ای که از طرف وسایل نقلیه فراهم می‌شود، امکان مسیریابی خودکار را برای پهپادها یا ابزارهای خودران زمینی فراهم نماید.»

لدی ادامه داد: «بسیاری از مردم هنوز نمی‌دانند که وسایل نقلیه‌ی خودران فعلی چگونه به اپراتوری برای هدایت از راه دور، موقعیت‌یاب جغرافیایی یا هر دوی آن‌ها به صورت هم‌زمان وابسته هستند. این در حالی است که پهپادهای کوچک و کم‌هزینه نه تنها برای شناسایی دقیق موقعیت به دو مورد یاد شده وابسته هستند؛ بلکه حتی برای تصحیح خطای به وجود آمده در ارتفاعات و تغییر سرعت نیز باید از آن‌ها دستور بگیرند. موارد مذکور نشان می‌دهند وسایل خودران بدون حمایت منابع مختلف نمی‌دانند که باید به ترتیبی حرکتی کرده، در چه ارتفاعی قرار بگیرند. طرح اف.ال.ای امکانی را فراهم می‌کند تا بدون دخالت انسان‌ها، ناوبری به بهترین شکل ممکن انجام بشود.»

یکی از اهداف اف.ال.ای توسعه کلاس جدیدی از الگوریتم‌ها است که به پهپادها و وسایل نقلیه زمینی بی راننده اجازه می‌دهند، در مکان‌هایی مانند زیرزمین، داخل ساختمان‌ها یا به صورت کلی در هر نقطه‌ای که سیگنال‌ها ضعیف شده یا از بین می‌روند، مسیر خود را پیدا کنند. تنها داده‌ای که انسان‌ها در قالب این طرح باید به ابزارهای مورد بحث بدهند، نوع هدف، جهت و فاصله‌ی آن است. همچنین اگر یک تصویر ماهواره‌ای یا نقشه‌ی در دسترس باشد نیز می‌توان آن‌ها را برای عملکرد بهتر بارگذاری کرد. بعد از وارد کردن اطلاعات و صادر کردن دستور فرمان، تمام عملکرد وسیله به شکل خودکار خواهد بود.

آزمایش یاد شده در فلوریدا، در طول 4 روز و توسط 3 گروه متفاوت که توسط دارپا پشتیبانی می‌شدند، انجام شد و افراد باید در طول آن با کمک حسگرها و الگوریتم‌ها، پهپادهای خود را در فواصل طولانی از زیر نور خورشید به داخل ساختمان‌های کاملاً تاریک هدایت، توده‌ی درختان و مسیرهای پرپیچ خم عبور می‌دادند، بدون این که با محیط برخوردی داشته باشند. در روز آخر نیز پهپادها باید به داخل یک انبار وارد شده و با گذر از موانع محل، بشکه‌های شیمیایی قرمز را پیدا کنند و به بیرون بازگردند.

با توجه به حسگرها و روش‌های به کار گرفته شده، بعضی از گروه‌ها در محیط‌های داخلی و تعدادی دیگر در فضای جنگلی عملکرد بهتری از خود نشان دادند. همچنین در بخشی از آزمایش یاد شده گروه‌های مختلف در رقابت با یکدیگر به تمرین آتش زنده پرداختند.

البته آزمایش یاد شده بارها با شکست مواجه شد و بسیاری از پهپادها با موانع برخورد کرده یا هنگام فرود، آسیب دیدند؛ اما در نهایت حداقل یک گروه موفق شد تمرین را با موفقیت به پایان رسانده، موقعیت شی را شناسایی کند و به محل شروع بازگردد.

لدی با اشاره به این که موفقیت در تمرین یاد شده به برنامه‌نویسی قدرتمند وابسته بود گفت: «هدف اف.لی.ای ایجاد نسل جدیدی از حسگرها یا حل کردن چالش‌های ناوبری و جلوگیری از برخورد با استفاده از قدرت پردازشی بیشتر نیست.»

وی ادامه داد: «بلکه بر ایجاد الگوریتم‌های جدیدی که به صورت زمان واقعی و با سرعت بالا کار کرده و توسط رایانه‌های تک بوردی کم قدرت -مانند نمونه‌ی موجود در تلفن‌های هوشمند- قابل اجرا هستند، متمرکز است.»

وی افزود: «من از نتیجه و قابلیت‌هایی که گروه‌ها در فاز اول کسب کرده‌اند شگفت‌زده هستم و ما تلاش می‌کنیم تا از درس‌هایی که آموخته‌ایم در فاز دوم استفاده کنیم. ما هنوز با انجام خودکار عملیات‌ها در محیط‌های وسیعی که مورد آزمایش قرار گرفته، فاصله داریم؛ اما من معتقدم الگوریتم‌های توسعه داده شده به زودی می‌توانند عملکرد پهپادهای متکی به موقعیت‌یاب جغرافیایی را بهبود بدهند.»

مدیر برنامه‌ی اف.ال.ای خاطر نشان کرد: «برای نمونه، پهپادهای امروزی می‌توانند تا لحظه‌ی ورود به ساختمان از موقعیت‌یاب جغرافیایی استفاده کنند. بعد از ورود نیز الگوریتم‌های اف.ال.ای وظیفه‌ی مسیریابی را برعهده خواهند گرفت تا از برخورد جلوگیری شود. من فکر می‌کنم نوع همکاری دو فناوری یاد شده می‌تواند باعث تقویت توان وسایل خودران در آینده‌ی نزدیک بشود.»

_________________________

1- هدف طرح اف.ال.ای (Fast Lightweight Autonomy) ایجاد الگوریتم‌های ناوبری جدید و بهینه‌تر برای هدایت پهپادها در محیط بود.