В конце концов, он приходит, чтобы спасти вас, а не навредить вам.Исследования в Университете Цинциннати вскоре могут позволить беспилотным летательным аппаратам (БПЛА) — подобным американским военным дронам, патрулирующим небеса Афганистана — выслеживать пропавших без вести в поисково-спасательных миссиях, проникать сквозь завесы дыма во время тушения пожаров. или, возможно, даже для навигации по городским ландшафтам при доставке для интернет-магазинов, таких как Amazon. И все это можно было сделать автономно, если бы человек действовал только как руководитель.«Дроны получили очень плохую репутацию по разным причинам, — говорит Келли Коэн, доцент кафедры аэрокосмической техники и инженерной механики Калифорнийского университета. «Но наши студенты видят, что беспилотные системы могут иметь положительное влияние на общество».
Коэн и группа исследователей разработали экспериментальную возможность фиксировать динамическое поведение платформы БПЛА, которая дополняет другую работу, которую они проделали с БПЛА в операциях по управлению бедствиями. Вэй Вэй, один из учеников Коэна и ведущий автор книги «Идентификация систем в частотной области и моделирование квадрокоптера», представит исследование динамики БПЛА 16 января на конференции SciTech 2014 Американского института аэронавтики и астронавтики в Национальной гавани. , Штат Мэриленд.
Мероприятие объединяет ученых и профессионалов в области аэрокосмической отрасли для совместной работы над достижениями в области исследований, разработок и технологий.В своем исследовании Вэй использовал специальное инженерное программное обеспечение для разработки динамической модели, необходимой для проектирования автопилота для самых разных беспилотных летательных аппаратов с несколькими несущими винтами.
Он применил свой метод к квадрокоптерам — БПЛА с четырьмя пропеллерами — и другим типам дронов, но он может работать практически с любым самолетом.
Кроме того, Коэн говорит, что сегодня на рынке нет ничего лучше системы Вэя из-за ее низкой стоимости и быстрых и высокоточных результатов. Предприниматель из Цинциннати Стив Бернс уже работает с UC над концептуальным транспортным средством с использованием моделирования Вэй в рамках недавнего контракта с Исследовательским институтом Университета Цинциннати (UCRI).«Преимуществом этой конфигурации является ее эффективность с точки зрения времени и денег, а также точность», — говорит Вэй. «Мы уже доказываем это, используя данные летных испытаний, и они почти идеально совпадают.
Это позволит не только квадрокоптерам, но и любым летающим объектам работать на автопилоте».Службы быстрого реагирования видят преимущества дроновИсследования Вэя частично совпадают с работой над проектом «Наблюдение за интеллектуальными самолетами-роботами для реагирования на чрезвычайные ситуации» (SIERRA) Колледжа инженерии и прикладных наук Калифорнийского университета.
SIERRA объединяет БПЛА, оснащенные системами глобального позиционирования, данными об окружающей среде, видео и программным обеспечением для прогнозирования пожаров, чтобы предоставлять пожарным информацию в реальном времени о том, где горит и куда движется пожар, — информацию, которая может спасти жизни.Команда SIERRA Калифорнийского университета в сотрудничестве с командой Университета Толедо во главе с доцентом Манишем Кумаром проверила систему на управляемом огне в сотрудничестве с Отделом лесного хозяйства Западной Вирджинии. Роджер Озберн, региональный специалист по пожарной безопасности из отдела лесного хозяйства Западной Вирджинии, работал с командой SIERRA. Он говорит, что возможность беспилотного летательного аппарата смотреть в небо в сочетании с технологией прогнозирования возгорания UC может дать службам быстрого реагирования существенное преимущество в экономии времени и денег.
"Столько раз после стихийных бедствий Отдел лесного хозяйства Западной Вирджинии был первым агентством, призванным помочь в определении ущерба или убытков, и наличие у нас технологии БПЛА будет большим преимуществом по сравнению с дорогостоящими воздушными полетами с вертолет или самолет ", — говорит Озберн. «Мы сможем быстро и недорого получить изображения и видеозаписи поврежденных участков и сможем передать эту информацию другим агентствам за считанные минуты, а не часы или дни».Пожарная служба Цинциннати (CFD) также заинтересована в исследованиях БПЛА UC. Брайан Браун, руководитель группы SIERRA и ученик Коэна, работал с начальником районной пожарной охраны CFD Томом Лакампом, чтобы определить возможности, в которых БПЛА может быть полезен в аварийной ситуации.
Этой весной Браун и Лакамп планируют совместные поисково-спасательные учения SIERRA-CFD. Как правило, поисково-спасательные работы требуют, чтобы пожарные прочесывали широкие участки труднопроходимой местности пешком, будучи обремененными тяжелым снаряжением и будучи слабовидящими из-за дыма или темноты. Но для дронов таких проблем не существует.
«С БПЛА вам не нужно беспокоиться о местности или времени суток», — говорит Браун, отмечая, что БПЛА можно оборудовать тепловизионной камерой. «Просто пойди и найди то, что ищешь».Исследование Cohen, Wei, Brown, UC Fire Science Председатель программы управления в чрезвычайных ситуациях Лоуренс Беннет и команда SIERRA поддерживают Академический мастер-план UC2019, предлагая новые способы понимания и преобразования мира с помощью исследований и стипендий. Сотрудничество команды с отделом лесного хозяйства Западной Вирджинии и пожарной службой Цинциннати также привело к Cincinnati Smart — уникальному и эффективному способу обучения, который сочетает в себе отличный опыт в классе с реальными возможностями благодаря экспериментальным возможностям, которые стали возможны в UC.
На данный момент правила Федерального управления гражданской авиации значительно ограничивают использование дронов. Коэн прогнозирует, что в ближайшие несколько лет руководящие принципы FAA будут адаптированы к этой технологии, и он считает, что сотрудники по управлению стихийными бедствиями и общественной безопасности, такие как пожарные и полиция, будут одними из первых, кто получит лицензию на использование дронов в национальном воздушном пространстве.
Между тем, член палаты представителей штата Рик Пералес продвигает в законодательный орган Огайо законопроект, который поможет сделать штат Бакай ведущим центром исследований и разработок БПЛА. В дополнение к интересу федерального правительства и правительства штата к беспилотным летательным аппаратам, Коэн ожидает всплеска коммерческого участия. Он говорит, что UC имеет уникальные возможности для привлечения внимания к развивающейся отрасли.«Мы используем свои сильные стороны: операции БПЛА и совместное управление операциями с несколькими БПЛА; идентификация системы; конструкция автопилота; и желание изменить ситуацию к лучшему с помощью служб быстрого реагирования.
Это нас выделит. У нас будет уникальная личность», — сказал он. — говорит Коэн. «Мы не хотим быть просто еще одним игроком в мире БПЛА. Мы хотим занять свою конкретную нишу, и мы хотим быть лучшими в мире в этой нише».В исследованиях Вэя участвуют Марк Тишлер, старший научный сотрудник и руководитель группы управления полетом Управления аэродинамики Управления исследований, разработок и инженерии армии США; Коэн; и студент инженерного факультета Калифорнийского университета Николас Шварц.
Дополнительная поддержка была предоставлена Бернсом через UCRI.Некоторая поддержка проекта SIERRA была предоставлена НАСА через Консорциум космических грантов Огайо, при этом Университет Цинциннати предоставил более 50 процентов доли затрат.
Дальнейшие исследования были внесены Беннетом из Калифорнийского университета и Кумар из Толедского университета.