طور مهندسو معهد Caltech خوارزمية تسمح للطائرات بدون طيار بإخافة الطيور دون تدخل بشري. في المستقبل ، سيتم تنفيذ النظام في المطارات حول العالم وسيساعد على توفير أكثر من مليار دولار سنويًا.
عادة يُحظر وجود المركبات الجوية بدون طيار بالقرب من المطارات. يمكن أن تكون المركبات الجوية بدون طيار التي يتحكم فيها الإنسان غير موثوقة: إذا أصبح المشغل عدوانيًا للغاية وأخاف الطيور ، يمكن أن يطير القطيع ويصبح أكثر لا يمكن السيطرة عليه. لذلك ، طور فريق من الباحثين من Caltech خوارزمية تقوم بتدريب الطائرات بدون طيار لدفع أسراب الطيور بشكل مستقل من المجال الجوي للمطار.
قال المهندسون إنهم استلهموا من حادثة 2009 مع الخطوط الجوية الأمريكية -1549 ، والتي أصبحت تعرف باسم المعجزة على هدسون. عند الخروج من المطار ، أصابت الطائرة قطيعًا من الأوز وفقدت كل قوة المحرك. السبب الوحيد لعدم تحطم الطائرة هو أن الطيارين المتمرسين تمكنوا من الهبوط على نهر هدسون. في وقت لاحق ، سيتم تصوير فيلم مع توم هانكس حول قائد هذه الرحلة ، تشيسلي سولينبرغ.
معجزة على هدسونيخشى سونغ يو تشانغ ، أستاذ هندسة الفضاء والمؤلف الرئيسي للمشروع ، من أن القصة في المرة القادمة قد لا تسير على ما يرام:
تم إنقاذ مائة وخمسة وخمسون راكبًا من الرحلة 1549 فقط بفضل موهبة الطيارين. هذا جعلني أتساءل عما سيحدث إذا اتخذ قائد الطاقم قرارًا مختلفًا. لذلك بدأت في البحث عن طرق لحماية المجال الجوي من الطيور ، باستخدام مهاراتي في الاستقلالية والروبوتات.
في الوقت الحاضر ، تستخدم المطارات العديد من الاستراتيجيات لتخويف المطارات ذات الريش: تغيير البيئة لجعلها أقل جاذبية للطيور (نقص الحقول والأشجار ، وما إلى ذلك) ، واستخدام الصقور المدربة التي تهاجم قطعانًا ، واستخدام الطائرات بدون طيار المأهولة. كل هذه الأساليب غير فعالة ، وتقلل قليلاً من فرصة اصطدام الطائرة بالطيور.
عندما تحاول إخراج الطيور من مجال جوي معين ، يجب أن تكون دقيقًا جدًا. إذا كانت طائرتك بعيدة جدًا ، فلن تخيف القطيع. وإذا اقترب كثيرًا ، فأنت تخاطر بتبديد القطيع وجعله غير قابل للسيطرة تمامًا. مع وجود مركبة مأهولة ، يكاد يكون من المستحيل العثور على المنطقة الدقيقة في كل مرة.
في مشروع Song Yu Chang ( PDF ) الذي تم تنفيذه ، تسجل الكاميرات كيفية تشكيل القطيع وتحديد موقعه. يشكل نظام الكمبيوتر نموذجًا آخر لسلوك القطيع ، ويتنبأ بمساره ويصدر أوامر للطائرة بدون طيار. ويختار تلقائيًا كيفية الطيران بحيث يضمن للطيور عدم الوقوع في المنطقة "المحمية".
يتفاعل كل طائر في الإسفين مع سلوك جيرانه. يمكن أن تتسبب طائرة بدون طيار في موقع محدد بدقة الأفراد على الحافة لتغيير اتجاه تحركهم قليلاً - مما يؤثر على الطيور الأقرب إليهم ، مما يؤثر على الطيور أعمق في القطيع ، وما إلى ذلك ، حتى تجبر المجموعة بأكملها على القيام بالمناورة اللازمة.
بدأ Sun Yu Chang العمل في المشروع في عام 2013 ، عندما كان يعمل في جامعة إلينوي. تم توفير التمويل من قبل مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية ( NSF Career ). في البداية ، أراد تشانغ أن يبني روبوتًا قاذفًا بأجنحة ترفرف - وهذا من شأنه أن يحاكي سلوك الصقر. لذا حصل فريقه على نوع جديد تمامًا من الطائرات بدون طيار ، " Bat Bot " ، يشبه الخفاش. ولكن نتيجة الاختبارات ، اتضح أن الطائرة الرباعية القياسية تخيف الطيور ليس أسوأ (لكنها أقل تكلفة).
مشيدرون سونغ يو تشانغ
لكي تتمكن الطائرة بدون طيار من تعقب الطيور تلقائيًا ، بنى تشانغ وزملاؤه نموذجًا رياضيًا لعمل القطيع ، واصفين كيفية التصاقه معًا وكيف يتفاعل مع الخطر القادم بزاوية معينة. تم أخذ الخوارزميات القديمة التي تم تطويرها لقيادة قطعان الأغنام كأساس ، وتم توسيعها فقط لثلاثة أبعاد ، بدلاً من اثنين. كما كان البحث السابق للبروفيسور تشانغ حول المركبات الفضائية وأسراب الطائرات بدون طيار مفيدًا بشكل غير متوقع. من الفضاء ، ربما ، سيتم تلقي معلومات حول القطعان المكتشفة حديثًا ، وسيتعين استخدام ما لا يقل عن اثني عشر طائرة بدون طيار لحماية مطار كبير.
اختبر الفريق بنجاح خوارزميته باستخدام طائرة مروحية جاهزة بالقرب من حقل في كوريا. ووجدوا أنه يستطيع بشكل مستقل الاحتفاظ بقطيع من عشرات الطيور على مسافة من "المنطقة المحمية". لا يزال الباحثون بحاجة إلى إيجاد طريقة لتوسيع نطاق المشروع قبل أن تتمكن التكنولوجيا من استبدال الصقور اليدوية والطائرات بدون طيار المدربة بالكامل. لكن Song Yu Chang تدعي أن الأمر يستحق ذلك:
تلحق الطيور 400 مليون دولار سنويًا بأضرار في الطيران العسكري والمدني في الولايات المتحدة ، و 1.2 مليار دولار في العالم. إذا تمكنا من تقليل هذا الضرر بنسبة قليلة على الأقل ، فإن المشروع سوف يبرر نفسه أكثر من مجرد. أيضا خلال العمل اتضح أن كروم العنب تواجه مشكلة مماثلة. الغربان تأكل الثمار قبل الحصاد. تخيل أن طائرة بدون طيار ترتفع بشكل مستقل فوق الميدان ، وشجاعة من أي ضيوف غير مدعوين من المنطقة. هذا هو المستقبل الذي نعمل عليه.
