Поисковый дрон, способный найти потерявшегося в лесу человека по крику, разработали учёные научно‑образовательного центра «Математическая робототехника и искусственный интеллект» Санкт‑Петербургского государственного университета. На дрон установили акустическую систему, усилители и подобрали звук сирены так, чтобы он давал максимальный охват территории при минимальном расходе питания, пишут «Известия».
«Мы отказались от видеокамеры и тепловизора, потому что они не работают, это многократно проверено. Если между дроном и человеком оказываются листья и ветки, его не видно», — пояснил изданию директор центра Константин Амелин.
По его словам, есть и другие причины выбора в пользу звука. В частности, видеопоток тяжелее по объёму данных и сложнее в обработке. Кроме того, при осуществлении видеосъёмки с коптера требуются специальные разрешения, и их получение ведёт к большим потерям времени. В случае работы со звуком таких препятствий нет.
В первой версии разработки на дрон установили акустическую систему, усилители и подобрали звук сирены так, чтобы он давал максимальный охват территории при минимальном расходе питания. Беспилотник с сиреной помогает в том случае, если потерявшийся может позвонить, но не может определить своё местоположение.
Специалисты, находясь на связи, запускают дрон с сиреной, и человек сообщает, слышит ли он звук, усиливается ли он или гаснет. Беспилотник можно остановить в воздухе и покрутить вокруг своей оси, чтобы определить местонахождение потерявшегося ещё точнее. Когда оно установлено, туда выходят специалисты.
«Мы пробовали сирены пожарных и скорой помощи, звук часов Кремля, метроном. Звук колокола отпал из‑за того, что высокие вибрации быстро гаснут, а низкие не воспринимает динамик», — рассказал Амелин.
В итоге разработчики остановились на громком звуке, который в помещении невозможно прослушать, не прикрывая рукой динамик. А на местности он распространяется на расстояние в 35 м при высоте полета дрона в 50 м. Но часто бывает, что человека начинают искать, когда он не выходит на связь. Если в телефоне села батарейка, то остаётся полагаться лишь на собственный голос.
Сейчас основные усилия разработчиков направлены на поиск наилучших способов выделять из общего звукового фона параметры, характерные для голоса человека. На дисплее компьютера они видны в виде своеобразных столбиков. Учёные центра разрабатывают программное обеспечение, которое позволяет разделять типы звуков, искать нужный им элемент, обрабатывать данные.
Также они занимаются настройкой динамика, чтобы он мог собирать как можно более широкий спектр, и пробуют использовать в его конструкции и составе микрофона графеновые плёнки, которые хорошо зарекомендовали себя в акустике. Параллельно специалисты работают с аэродинамикой коптера, чтобы уменьшить шум его винтов, планируют установить на него новые типы процессоров для обработки сигнала с максимальной скоростью.
Проект предполагает одновременное использование в поисковой операции не одного, а группы дронов. Они распределятся по территории и могут вести поиск каждый на своём участке примерно в 5 кв. км. Это существенно увеличит скорость поиска. Групповая работа беспилотников — самый наукоёмкий элемент проекта.
«Мы научились решать вопрос перепрошивки программы одного дрона‑робота другим и планируем использовать эти алгоритмы в этом проекте», — рассказал доктор физико‑математических наук, профессор СпбГУ Олег Граничин. Такой манёвр будет очень кстати в том случае, если группу беспилотников сносит ветром. Возможность перепрошивки программы в воздухе без потери управляемости обеспечивается за счёт трёхуровневой системы. За поддержание дрона в воздухе в режиме автопилота отвечает один уровень управления, за полётное задание — другой, а за групповую работу — третий.