Опремљени малим ласерима за очи, ројеви умањених дронова робота ускоро би могли да опраше поља усјева, претражују срушене зграде за преживеле или да изврше мерења квалитета ваздуха на великим површинама.
Током 2012. године, истраживачи са Универзитета Харвард направили су наслове када су лансирали роботског инсекта, тешког само милиграма, и гледали како успешно лети и слети; годину дана касније, успела је да следи унапред програмирани пут. Од тада, РобоБее је научио пливати, али још увек постоји велики јаз у његовим способностима: то не може ефикасно да види.
Истраживачи са Универзитета у Буфалу и Универзитета на Флориди раде на томе да то промене. Током следеће три године, уз помоћ грантова Националне научне фондације у износу од 1, 1 милиона долара, Картхик Данту из Буффала и Сањеев Коппал на Флориди тестирају начине како смањити технологију која се користи у лидару, или детекцију светлости и домете, како би се мало дронови способност да се крећу ка неком циљу без да их тамо вози људски оператер. Били би попут Гоогле-овог аутомобила за самостално управљање, само хиљадама пута мањих.
„Требао нам је сензор дубине за интелигентно понашање“, каже Коппал. „Када смо размишљали о томе које бисмо технике могли да користимо, лидар је био на врху листе.“
Развијен 1960-их година након проналаска ласера, лидар делује баш попут радара или сонара, али са светлошћу. Пулењем низа невидљивих снопова светлости у околно окружење, лидар ствара детаљну слику окружења на основу светлости која се одбија до његових сензора. Лидар може да користи светлост на видљивој, ултраљубичастој и близу инфрацрвеној таласној дужини за снимање, а краће таласне дужине омогућавају мерење честица ситних попут аеросола у ваздуху.
Али најмањи комерцијални систем лидар тежи 830 грама, или готово два килограма, док је роботска пчела дугачка само 80 милиграма - лакша од малог папирног чепа. Другим речима, стварање микролидарних способности захтева смањење Ант-Ман нивоа.
Конвенционалне камере се не могу користити, објашњава Данту, јер су роботи једноставно премали - перцепција дубине камерама захтева да су удаљени минимално на удаљености, попут очију, а на дрону нема таквог простора. Снимање и анализа светлосних зрака како би се уочили удаљеност и дубина био је логичан пут, јер се ослања на прикупљање светлости из било којег правца. Поред тога, камере и обрада слика троше много снаге, што је такође на цијени код РобоБееса. Око 97 процената укупног буџета снаге на пчелама робота троши се летом; рачунарски и сензорски системи се боре са осталим системима за остатке.
Уз грант, Коппал дизајнира нове лагане сензоре, а Данту ради на математичким алгоритмима како би ти сензори помогли да најбоље искористе податке које прикупљају. Коппалов колега на Флориди, Хуикаи Ксие, ради на изградњи неопходних ласерских емитора.
Прво, истраживачи ће користити огледало са ширококутном оптиком на дрону за сакупљање ласерских импулса са удаљене базне станице лидар и прецизирати одговарајући алгоритам за сензоре са тим подацима. Други корак је постављање ласерске диоде на сам дрон, који се напаја преко тетера до базне станице или батерије. Одатле је крајњи циљ то да се све интерно напаја.
(Лабораторија за микробиотику, Харвард Јохн А. Паулсон Сцхоол оф Енгинееринг анд Апплиед Сциенцес и Институт Висс за биолошки инспирисано инжењерство) Микролидар се може користити у ендоскопским сондама, алатима сличним штапићу који се користе током хирургије, а који тренутно користе ултразвук за визуелизацију унутрашњих органа и телесних структура. Цео рој роботских пчела могао је да прати загађење ваздуха, временске прилике или саобраћајне обрасце на великом подручју. Свака дисциплина која тренутно користи лидар могла би потенцијално имати користи, укључујући топографско мапирање, откривање сеизмичких грешака, идентификацију неоткривених лежишта минерала, архитектонско планирање и одржавање канализације.
Иако су се Данту и Коппал фокусирали на добијање одрживог система лидар-а за беспилотну летелицу, само како ће се подаци прикупљати и обрађивати препрека је о којој често разговарају. Пчела или пчела пчела могу самостално да раде одређени део обраде података, као и да колективно преносе податке помоћу кодираних импулса светлости на базну станицу за дубинско рачунање.
Мицхаел Олсен, ванредни професор геоматике на Универзитету Орегон Стате, сарађује с лидарима да проучава топографију и мапирање терена, користећи углавном земаљске скенере за преглед обалне ерозије, сигурности мостова и инжењеринга од земљотреса. Каже да је недостатак могућности за прикупљање комплетног скупа података једно велико ограничење код класичних лидар система.
"Неизбежно имамо недостатака у нашим подацима због ограничења вида", каже Олсен. „Ови РобоБеи би могли бити веома корисни за помагање у попуњавању неких од тих празнина како би се произвео потпунији модел. Смањивање величине активног ласерског система, као што је лидар, представља прилично изазов, а оно чиме се истраживачи баве овде је потпуно нова скала. Звучи као да су смислили врло занимљива решења за ограничење снаге, тежине и величине. “
Потпуно схваћено, рој пчелињих дронова опремљених микролидарима могао је летети око дрвећа у густој шуми како би боље ухватио структуру сваког стабла или испод ступова моста, што је тешко направити конвенционалним техникама.
Иако се лидар тренутно користи у истраживачке и индустријске примене, микролидар може имати многе кућне или медицинске намене. Ловци на куће могли би имати приступ потпуном 3Д приказивању куће на продају и знати тачне димензије соба да планирају како намештај може да стане. Мисије потраге и спашавања могле би се комбинирати кроз мале просторе унутар срушених структура. Домаћи системи би могли открити да ли нешто није на месту или недостаје или се степен померања земље помео након клизишта или земљотреса. А бодибилдери или особе које траже мршављење могли би редовно и детаљно скенирати своје тело да би знали степен свог напретка.
Данту и Коппал признају да су ове врсте примена још много година у будућности, али да је практична природа ове технологије обећавајућа.
"Ако нешто можете учинити на РобоБее-у, то можете учинити било где", каже Коппал. „Микролидар може радити где год се редовно користи лидар. Постоје све врсте примена у пољопривреди и индустрији где људи већ користе лидар за мапирање фабричког дна или фарме. У много случајева, мањи и јефтинији су само бољи. "
И запамтите, ови ласери нису снажни мотори. РобоБеес их неће користити за поделу и освајање - само да би добили тачнији поглед на свет око себе.
