ناشر منبع

null ساخت وسیله نقلیه هوایی ۲۷ گرمی با الهام از حشرات
09:56

ساخت وسیله نقلیه هوایی ۲۷ گرمی با الهام از حشرات

دانشمندان موسسه فناوری فدرال زوریخ در سوئیس و دانشگاه بولونیا در ایتالیا، با همکاری یکدیگر و با الهام از حشرات، نوعی وسیله نقلیه هوایی ۲۷ گرمی در اندازه نانو ساخته‌اند.

به گزارش روابط عمومی صندوق نوآوری و شکوفایی ریاست جمهوری، محققان سوئیسی و ایتالیایی پهپادکی ساخته‌اند که بسیار کوچک و در حد نانوست و فقط ۲۷ گرم وزن دارد. این وسیله نقلیه هوایی که نام آن را پهپادک پالپ (PULP) گذاشته‌اند به موتوری با ویژگی هوانوردی بصری مبتنی بر یادگیری عمیق، مجهز است. این پهپاد نانویی می‌تواند با استفاده از به‌روزترین الگوریتم‌های یادگیری عمیق، به طور مستقل و خوگردان پرواز کند.

محققان زوریخ و دانشگاه بولونیا، ۶ سال است که روی این پروژه با نام پهپادک PULP که مخفف پلتفرم نیروی بسیار کم موازی است، با یکدیگر همکاری می‌کنند.

آنها قصد داشتند سخت‌افزاری با ویژگی مقیاس‌پذیری بسیار بالا و متن‌باز که مجهز به نوعی پلتفرم نرم‌افزاری باشد و بتواند با مصرف بهینه انرژی، محاسباتی را انجام دهد بسازند. در حقیقت این سخت‌افزار، گره‌های حسگری است که به اینترنت اشیاء متصل شده و می‌توانند منجر به تولید ربات‌های مینیاتوری مانند پهپادک‌های نانویی بسیار سبک شود.

پهپادهای بزرگ و متوسط، مانند پهپادهای تولید اینتل، انویدیا و کوالکام، در مصرف نیرو صرفه‌جویی کرده و می‌توانند از ابزارهای محاسباتی بسیار قدرتمندی بهره‌مند شوند، اما این ابزارهای محاسباتی مناسب ربات‌های مینیاتوری که در اندازه و نیرو محدودیت دارند، نیستند.

محققان برای غلبه بر مشکل این ربات‌های نانویی، از طبیعت به‌ویژه حشرات الهام گرفتند.

در طبیعت، حشرات پرنده با مصرف بسیار کم انرژی می‌توانند کارهای بسیار پیچیده‌ای را انجام دهند. بنابراین محققان سعی کردند نوعی فناوری تولید کنند که با مصرف کم انرژی بتواند ویژگی حشرات پرنده را تقلید کند.

آنها ابتدا روی یکپارچه‌سازی هوش مصنوعی سطح بالا با نیروی بسیار کم یک پهپاد نانویی کار کردند. این کار بسیار چالش‌برانگیز بود، زیرا آنها مجبور به برطرف کردن مشکلات ناشی از محدودیت انرژی و نیاز به عملکرد محاسباتی دقیق در زمان واقعی، بودند. هدف اصلی این محققان تولید عملکرد بسیار بالا با مصرف انرژی بسیار کم بود.

موتور هوانوردی این پهپادک، متشکل از یک سخت‌افزار مجهز به الگوی موازی دارای نیروی بسیار کم و نرم‌افزاری با ویژگی شبکه عصبی انعطاف‌پذیر پهپادک (CNN) است.

این سیستم هوانوردی تصاویر گرفته شده با یک دوربین را ثبت می‌کند و با استفاده از نرم‌افزار CNN،‌ آن را پردازش کرده و پهپاد را هدایت می‌کند. همچنین این سیستم می‌تواند موانع را شناسایی کند و به محض مشاهده خطر، پهپاد را از حرکت بازدارد.

این پهپادک می‌تواند در یک مسیر مستقیم با سرعت ۱,۵ متر درثانیه، به راحتی حرکت کرده و جلوی برخورد با موانع را بگیرد و در صورت مشاهده ناگهانی یک مانع، از حرکت بایستد. سازوکار این ربات باعث می‌شود در نهایت بتوان در مسیر خودگردان کردن سیستم‌های هوایی قدم‌های بلندتری برداشت. چنین سیستم‌هایی دیگر به اپراتورهای انسان، زیرساخت‌های تک‌منظوره مانند دوربین و علایم و به خصوص پایگاه‌هایی برای انجام محاسبات از راه دور، نیازی نخواهند داشت.

این پهپاد رباتی نانو می‌تواند در یک فضای بسته و مسیری ناآشنا، به صورت کاملا خودگردان، ۱۱۳ متر پرواز کند.

در آینده از این نوع پهپادک‌های می‌توان فواید بسیاری برد. به طور مثال می‌توان از آنها در بررسی ساختمان‌های تخریب‌ شده بر اثر زلزله استفاده کرد و جان انسان‌های مانده زیر آوار را نجات داد. یا اینکه آنها را برای اکتشافات به مکان‌های خطرناک و دور از دسترس انسان فرستاد یا در مراقبت از کودکان و سالمندان از آنها استفاده کرد.

ارسال ایمیل