
加州理工学院的工程师已经开发出一种算法,使无人机可以在无需人工干预的情况下吓跑鸟类。 将来,该系统将在全球机场实施,每年可节省超过10亿美元。
通常禁止无人驾驶飞机在机场附近。 人为控制的无人机可能是不可靠的:如果操作员变得过于激进并吓birds鸟类,则羊群会飞散而变得更加难以控制。 因此,来自加州理工学院的一组研究人员开发了一种算法,该算法可以训练无人驾驶飞机自动从机场领空驱赶成群的鸟类。
工程师说,他们受到2009年美国航空公司1549事件的启发,该事件被称为哈德逊河上的奇迹。 在机场出口,飞机撞上了一群鹅,失去了所有引擎动力。 他没有坠毁的唯一原因是有经验的飞行员设法降落在哈德逊河上。 随后,将与汤姆·汉克斯(Tom Hanks)一起拍摄关于这次飞行的指挥官切斯利·苏伦伯格(Chesley Sullenberg)的电影 。
哈德逊奇迹航空航天工程教授,该项目的主要作者宋玉昌担心,下一次的报道可能不会那么好:
仅在飞行员的才干下,才拯救了1549次航班的155名乘客。 这让我想知道如果机组指挥官做出不同的决定会发生什么。 因此,我开始使用自己的自治和机器人技术,寻找保护空域免受鸟类伤害的方法。

如今,机场采用多种策略吓跑羽毛羽翼的机场:改变环境,使其对鸟类的吸引力降低(缺少田野,树木等),使用训练有素的猎鹰攻击羊群,并使用有人驾驶的无人机。 所有这些方法都是无效的,只能稍微减少飞机与鸟类碰撞的机会。
当您尝试将鸟类带出某个领空时,您需要非常准确。 如果您的无人机离得太远,它不会吓跑羊群。 而且如果他离得太近,您可能会冒着将羊群散开并使其完全无法控制的风险。 对于有人驾驶的车辆,每次都不可能找到确切的区域。
在已实施的Song Yu Chang( PDF )项目中,摄像机记录了羊群的形成方式并确定其位置。 计算机系统形成了鸡群行为的进一步模型,预测了鸡群的轨迹并向无人机发出命令。 他会自动选择飞行方式,以确保鸟类不会掉入“受保护”区域。
楔形中的每只鸟都会对其邻居的行为做出反应。 精确定位的无人驾驶飞机可以使处于边缘的个体稍微改变其运动方向-这会影响距离他们最近的鸟,这会影响鸡群内更深处的鸟,依此类推,直到迫使整个群体进行必要的操纵。
孙玉昌于2013年在伊利诺伊大学工作时就开始了该项目的工作。 资金由美国国家科学基金会( NSF Career )提供。 最初,Chang想制造一种具有拍打翅膀的寻的机器人-可以模仿猎鹰的行为。 因此,他的团队得到了一种全新的无人驾驶飞机“ 蝙蝠机器人 ”,类似于蝙蝠。 但是根据测试结果,事实证明,标准的直升机飞行器不会使鸟类更糟(但成本更低)。
穆德颂宋玉昌
为了使无人机能够自动追赶鸟类,Chang和同事建立了一个羊群工作的数学模型,描述了羊群如何粘在一起以及对特定角度的危险有何反应。 以用于驱动羊群的旧算法为基础,只是将它们扩展为三个维度,而不是两个维度。 张教授以前对航天器和无人机群的研究也非常有用。 也许将从太空中接收到有关新发现的机群的信息,并且至少需要使用十二架无人机来保护大型机场。
该团队在韩国某地区附近使用现成的多旋翼飞机成功测试了其算法。 他们发现,他可以在“保护区”远距离的地方独立饲养几十只鸟。 研究人员仍然需要找到一种方法来扩大项目规模,然后技术才能完全替代训练有素的人工猎鹰和无人机。 但是宋玉昌声称这是值得的:
在美国,鸟类每年在军事和民用航空上造成4亿美元的损失,在世界范围内每年造成12亿美元的损失。 如果我们可以将这种损害减少至少百分之几,那么该项目将证明其本身是合理的。 同样在工作中,事实证明葡萄园也面临着类似的问题。 乌鸦在收获前先吃掉水果。 想象一下,一架无人驾驶飞机在田野上自动升起,并冒着来自该地区的任何不速之客。 这是我们正在努力的未来。
