3 ژانویه 2024 -توسط Kaitlyn Landram، اعتبار: مهندسی مکانیک دانشگاه کارنگی ملون
برای اینکه پهپادها جان انسان ها را در ماموریت های جستجو و نجات ، نجات دهند یا حتی بسته های ما را به طور قابل اعتماد تحویل دهند، باید بدون تصادف در محیط های پویا حرکت کنند. وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین (پهپادها) بارها و بارها موفق به هدایت در فضاهای باز شده اند، اما غیرقابل پیش بینی بودن موانع متحرک به ویژه در محیط های داخلی بدون سیگنال GPS یک چالش بوده است. کنجی شیمادا و شاگردانش به این مشکل متمایل شدند تا فناوری جدیدی را توسعه دهند که پروازهای خودران را در محیط‌های پویای داخلی ممکن می‌سازد.
فن‌آوری‌های جدید، ناوبری هواپیماهای بدون سرنشین و اجتناب از موانع، و ردیابی و نقشه‌برداری پویا از موانع، زمستان گذشته مورد آزمایش قرار گرفتند. پهپادهای شیمادا به عنوان بخشی از پروژه ای که توسط شرکای صنعتی، Toprise Co., Ltd.، و Obayashi Corporation حمایت می شود، وظیفه هدایت یک سایت ساخت تونل فعال ژاپنی را داشتند و در عین حال از برخورد با کارگران در حال حرکت جلوگیری می کردند.
شیمادا، استاد مهندسی مکانیک، توضیح داد: «شرکت‌ها متوجه شده‌اند که جوانان دیگر نمی‌خواهند کارهای خطرناک و فیزیکی انجام دهند، بنابراین برای پر کردن این شکاف روی روباتیک سرمایه‌گذاری می‌کنند.
پهپادهای شیمادا توانستند هندسه سه بعدی حفاری تونل را اندازه گیری کنند. این اطلاعات، وقتی با داده‌های طراحی مقایسه می‌شود، به سازندگان می‌گوید که چه بخش‌هایی از تونل کامل است و چه قسمت‌هایی باید بیشتر مقیاس شوند، بدون اینکه مردم را در معرض خطر قرار دهد.
به منظور پیش‌بینی مسیر اجسام متحرک، مانند افرادی که در تونل کار می‌کنند، این تیم اولین سیستم بلادرنگ را معرفی کرد که از یک نقشه ترکیبی سه‌بعدی برای محاسبه محیط استاتیک و همزمان ردیابی موانع دینامیکی استفاده می‌کند. با استفاده از این فناوری، این تیم الگوریتم قبلی خود را برای محاسبه برنامه ریزی زمان واقعی مورد نیاز پهپادهای در حال حرکت برای جلوگیری از برخورد، اصلاح کردند. این سیستم ترکیبی به پهپادها اجازه می‌دهد تا جایی که ممکن است تصادف رخ دهد را تخمین بزنند و از آن جلوگیری کنند.
ایده این پروژه از صحنه ای در یک فیلم علمی تخیلی نشات گرفت که در آن یک ربات در حال بررسی یک سازه زیرزمینی به اطراف پرواز می کرد. پس از یک دهه تحقیق روی هواپیماهای بدون سرنشین و سه سال روی این پروژه، من هیجان زده هستم که آن را ساخته ایم. یک واقعیت است. مسوول طرح می گوید من فکر می کنم که این فناوری تأثیر زیادی در بهبود ایمنی کارگران در کارگاه های ساختمانی خواهد داشت.”
این تحقیق در کنفرانس بین المللی رباتیک و اتوماسیون (ICRA) در سال 2023 که توسط موسسه مهندسین برق و الکترونیک (IEEE) برگزار شد، ارائه شد.
