Автономные дроны будут отгонять стаи птиц от аэропортов



    Инженеры института Caltech разработали алгоритм, который позволяет дронам отпугивать птиц без участия человека. В перспективе система будет внедряться в аэропорты по всему миру и поможет сохранить больше миллиарда долларов в год.


    Обычно беспилотным летательным аппаратам запрещено находиться рядом с аэропортами. Управляемые человеком беспилотные летательные аппараты могут быть ненадежными: если оператор становится слишком агрессивным и пугает птиц, стая может разлететься и стать еще более неуправляемой. Поэтому команда исследователей из Caltech разработала алгоритм, который тренирует дроны автономно отгонять стаи птиц от воздушного пространства аэропорта.


    Инженеры рассказали, что они были вдохновлены инцидентом 2009 года с рейсом US Airways-1549, который стал известен как «Чудо на Гудзоне». На выходе из аэропорта самолет ударил стаю гусей и потерял всю мощность двигателя. Единственная причина, по которой он не потерпел крушение, состояла в том, что опытные пилоты сумели выполнить водную посадку на реке Гудзон. Впоследствии о командире этого рейса Чесли Салленберге снимут фильм с Томом Хэнксом.



    Чудо на Гудзоне

    Сун Ю Чанг, профессор в сфере аэрокосмической техники и ведущий автор проекта, опасается, что в следующий раз история может сложиться не настолько удачно:


    Сто пятьдесят пять пассажиров рейса 1549 были спасены только благодаря таланту пилотов. Это заставило меня задуматься, что случилось бы, если бы командир экипажа самолета принял другое решение. Поэтому я начал искать способы защитить воздушное пространство от птиц, используя свои навыки в автономии и робототехнике.



    Сейчас для отпугивания пернатых аэропорты используют несколько стратегий: изменение окружающей среды, чтобы сделать её менее привлекательной для птиц (отсутствие полей, деревьев и т.п.), использование обученных соколов, нападающих на стаи, и применение пилотируемых беспилотников. Все эти методы оказываются слабоэффективными, и только немного понижают шанс столкновения самолета с птицами.


    Когда вы пытаетесь вывести птиц из определенного воздушного пространства, нужно быть очень точным. Если ваш беспилотник находится слишком далеко, он не отпугнет стаю. А если он чересчур приблизится, вы рискуете рассеять стаю и сделать её полностью неуправляемой. С пилотируемым аппаратом каждый раз находить точную зону – почти нереально.

    В реализованном проекте Сун Ю Чанга (PDF) камеры фиксируют, как формируется стая и определяют её позицию. Компьютерная система формирует дальнейшую модель поведения стаи, прогнозирует её траектории и отдает команды дрону. А тот автоматически выбирает, как нужно лететь, чтобы птицы гарантированно не попали в «защищаемую» зону.


    Каждая птица в клине реагирует на поведение своих соседей. Точно расположенный дрон может заставить особей на краю слегка изменить направление своего движения – что влияет на ближайших к ним птиц, что влияет на птиц глубже в стае и так далее, пока это не заставляет всю группу проделать нужный манёвр.




    Работу над проектом Сун Ю Чанг начал еще в 2013 году, когда он работал в Университете Иллинойса. Финансирование предоставил Национальный научный фонд США (NSF Career). Сначала Чанг хотел построить самонаводящегося робота со взмахивающими крыльями – который бы имитировал поведение сокола. Так у его команды получился дрон совершенно нового типа, "Bat Bot", напоминающий летучую мышь. Но в результате тестов оказалось, что стандартный квадрокоптер отпугивает птиц не хуже (а стоит дешевле).




    Мышедрон Сун Ю Чанга

    Чтобы дрон мог автоматически гонять птиц, Чанг с коллегами построили математическую модель работы стаи, описывающую, как она держится вместе и как реагирует на опасность, заходящую под определенным углом. За основу были взяты старые алгоритмы, разработанные для загона стад овец, только их расширили для трех измерений, вместо двух. Предыдущие исследования профессора Чанга, касающиеся космических аппаратов и роев беспилотников, тоже оказались неожиданно полезными. С космоса, возможно, будет поступать информация о новых обнаруженных стаях, а для защиты большого аэропорта нужно будет использовать минимум дюжину дронов.




    Команда успешно протестировала свой алгоритм, используя готовый мультикоптер вблизи поля в Корее. Они обнаружили, что он самостоятельно может держать на расстоянии от «защищаемой зоны» стаю с десятками птиц. Исследователям по-прежнему необходимо найти способ увеличить масштаб проекта, прежде чем технология сможет полностью заменить обученных соколов и беспилотники с ручным управлением. Но Сун Ю Чанг уверяет, что оно того стоит:


    Птицы причиняют военной и гражданской авиации урона на $400 млн в год в США, и на $1,2 млрд в мире. Если мы сможем снизить этот урон хотя бы на несколько процентов, проект себя более чем оправдает. Также во время работы выяснилось, что с похожей проблемой сталкиваются виноградники. Вороны съедают плоды до урожая. Представьте себе дрона, автономно поднимающегося над полем, и отваживающего от территории любых незваных гостей. Это то будущее, над которым мы сейчас работаем.

    Pochtoy.com

    138,92

    Адрес для ваших покупок в США и пересылки в Россию

    Поделиться публикацией
    Комментарии 27
      –1
      А как дрон будет взаимодействовать с самолётом? По большому счёту, не факт, что попадание дрона в двигатель лучше, чем попадание птицы. Или дрон сам не влетает в защищаемую зону? Тогда что делать, если птица уже в зоне? Идея интересная, но не увидел глобального решения проблемы.
        +1
        Дрон — не птица. Очевидно, что у него должен быть канал связи с портовыми службами для управления.
          +3
          По-хорошему такая система должна засекать и отгонять птиц до того как они даже приближаются к защищаемой зоне. Как по мне идея здравая и как раз отличное поле для применения роев дронов.

            +1
            Дрон — не птица. Очевидно, что у него должен быть канал связи с портовыми службами для управления.

            Мы всё ещё об автономных дронах?
            отличное поле для применения роев дронов

            Для применения роя автономных дронов. И чем же они отличаются от автономных птиц, которые отгоняют насекомых?
            Ещё раз. Я не понимаю, как вымещение одних автономных юнитов другими снижает вероятность попадания в двигатель.
              0
              Автономные птицы не могут управляться настолько же точно как дроны. Т.е. птицу приходится тренировать и нельзя просто по желанию поменять ее поведение. Дроны же при надобности могут работать с разными алгоритмами, могут быть экстренно отключены или отведены назад по команде с земли, можно совершенствовать алгоритмы, экспериментировать. Можно обвешивать разным оборудованием.
                +1
                Автономный дрон не исключает поступление информации — визуальный канал или радиоканал для маяков. У вас не автономный, у вас тупой дрон.
              0
              Естественно дрон не полезет на полосу, а будет летать вокруг для предотвращения попадания новых птиц в охраняемую зону. А так как птицы не «спавняться» случайным образом внутри зоны, то откуда им там взяться если от периметра их отгоняют. Да никто и не говорит о 100% отсутствии птиц, значительное снижение их количества уже результат.
              +2
              Что то у меня сомнения, что с воронами этот финт пройдет — умные они слишком, заразы…
                0
                Научатся сами гонять автономных дронов? :)
                  0
                  Да это ладно. Главное, чтобы автономные дроны не выстроились косяком, и не стали «незначительно менять траекторию полета».
                +1
                Можно было бы вокруг аэропортов ветряков понаставить. Двойная польза.
                  0
                  Также во время работы выяснилось, что с похожей проблемой сталкиваются винодельни.

                  Похоже, из оригинала в перевод перекочевала неточность: по идее, речь идет о виноградарских хозяйствах. Что касается виноделен, там не урожай собирают, а вино делают. :)
                    0
                    Спасибо!

                    Поправили.
                    +2
                    Также во время работы выяснилось, что с похожей проблемой сталкиваются виноградники. Вороны съедают плоды до урожая.

                    У нас была проблема со скворцами, съедающими виноград.


                    Не поверите, решили задачу в отдельно взятом дворе, поставив скворечник.


                    Теперь птицы едят соседские посевы ;-)
                    Так вот внезапно оказалось, что грачи охраняют "свою" территорию от чужаков.


                    В общем, сберечь урожай можно и естественными методами.
                    Другое дело — самолеты.


                    Главное, чтобы ИИ не понял, что следует оберегать как раз природу от людей ;-)

                      0
                      **шутка про страж-птиц**
                        0
                        А на своей территории они виноград не едят? Или просто не съедают весь и уровень потерь приемлем?
                        0
                        Установить по периметру лазерные излучатели с самонаведением, которые дают импульс, «укол» лазером любому летящему в заданном объеме пространства неположенному предмету. Думаю, вполне доступных 10-20 кВт будет достаточно, чтобы отпугнуть самую тупую птицу еще на подлете к зоне, если продолжает полет (или это не птица, а квадрик и т.п.) — лазер включается на сопровождение цели до ее падения.
                          0
                          Поставить лазеры — означает хакнувший их сможет ослеплять ими пилотов, либо с целью выкупа, либо с целью терроризма. :(
                            0
                            Точно так же можно «хакнуть» системы ПВО/ПРО — и тогда вообще пассажирские посыплются как дождь. А если «хакнуть» систему «Периметр», так вообще можно Fallout организовать, не дожидаясь 2077 года. Только не «хакнули» до сих пор — с чего бы это? Может надо безопасность блюсти и многоуровневую защиту использовать?
                            0
                            Это будет невидимой и совершенно непонятной угрозой для птиц, то есть не будет угрозой :)
                            Нужно чтобы птицы видели какую-то потенциальную угрозу и, уклоняясь от нее, меняли курс в нужное направление.
                              0
                              Если птица ощущает, что об нее потушили сигарету, то до ее ограниченного интеллекта все равно дойдет, что что-то здесь не так… При продвижении в охраняемую зону воздействие будет усиливаться — птица или развернется в панике или будет уничтожена. Со временем у местных птиц либо пропишутся в мозгу опасные зоны, куда летать не надо, либо, наиболее тугие, будут исключены из генофонда, дав возможность более сообразительным оставить потомство. Гастролирующим птицам тоже можно прожечь в генетической памяти принципиальную опасность аэродромов.
                              На городских собаках этот принцип вполне себе проверен — чтобы перебежать дорогу, безжомная блоховозка ждет зеленый сигнал светофора! Те, кто кидался на дорогу бездумно, размазались по полотну и не оставили потомства. Те, кто вообще не подходит к дороге с интенсивным движением, теряют способность к перемещению и, вероятно, получают заметный малус по выживанию.
                              Разумеется, понять значение сигнала светофора им удалось опосредованно, проассоциировав цвет сигнала и остановку потока. Собственно, смотрят ли они на поток машин или на сигнал? Я замечал, что первичен сигнал светофора, движения нет, но собака стоит на переходе и ждет. Идут ли они на переход, беря пример с людей, повторяя поведение? Технически, собаке нет проблем перебежать в любом месте, даже с учетом ограждений. Но, вероятьно, делают как люди (а отклоняющиеся от этого поведения гибнут).
                              Птицы имеют много менее развитый интеллект, но если система будет работать много поколений, со временем IMHO создастся паритет…
                                0
                                Ваши рассуждения ломаются об одну простую истину — для закрепления в генофонде какого-то знания/навыка/инстинкта требуется больше времени, чем существует вся современная цивилизация.
                            0
                            Разве птиц они отгоняли с помощью сильного ультразвука?
                              +1
                              Как-то вылетал из аэропорта Дели, между полосами периодически стояли служащие аэропорта и запускали в направлении птиц ручные феерверки. Вот такие там дроны.
                                0
                                А что, аутентично. В Индии любят фейерверки.
                                  0
                                  Танцевали при этом? :))
                                  0
                                  устроить кормушки для птиц с ядом и никакие дроны не нужны. Всё проще. Птицы — это, как бездомные собаки. Нужно ловить или травить. Тоже самое, что и с собаками. Следить и регулировать численность. Нести ответственность, а не перекладывать.

                                  Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                  Самое читаемое