Российские ученые из Санкт-Петербурга изобрели беспилотник, который помогает найти человека, находящегося в неизвестной местности. Дрон оснащен специальной акустической системой, усилителями звука, обладает мощной громкостью сирены. Сирена создана таким образом, чтобы звук распространялся на максимальную площадь поиска при минимальных затратах энергии аккумулятора. Принцип работы нового беспилотника таков, что если человек может позвонить, но не знает, где он находится, (например, не имеет доступа к интернету или не знает, как пользоваться картами).
Константин Амелин, директор научно‑образовательного центра «Математическая робототехника и искусственный интеллект» Санкт‑Петербургского государственного университета, пояснил, что у беспилотника нет камеры и тепловизора – по его словам, это неэффективно. Амелин рассказал, что различные препятствия в виде листьев и веток мешают прибору увидеть человека.
Помимо этого, у звука есть и иные преимущества перед видеофайлами – звук меньше весит, легче обрабатывается, не требует специальных разрешений для записи и воспроизведения. Если работать с видео, то могут возникнуть сложности, которые ведут к увеличению расходов времени – а это самое ценное при поиске человека.
В первоначальной версии беспилотника в конструкции дрона были интегрированы звуковая система, усилители и непосредственно сирена. Уже тогда звук сирены был максимально оптимизирован и охватывал по максимуму, а тратил по минимуму.
Операторы, которые находятся на линии, запускают беспилотник, издающий звуки. Человек, позвонивший на линию, говорит операторам, как близко находится дрон, насколько громко идет звук, усиливается ли он или наоборот. Дрон можно остановить и провернуть вокруг его оси, дабы звук дошел до человека еще точнее, и он определенно его услышал. Когда человек находится, а его местоположение точно определяется, специалисты выезжают на место поисков.
Были испробованы разные варианты звука: сирены экстренных служб (пожарных и скорой), куранты московского Кремля, классический метроном. Был еще вариант с колокольным звоном, однако высокие частоты слишком быстро пропадают, а низкие не подходят для динамика. Амелин рассказал, что группой исследователей были протестированы все варианты сирены.
Вариантом, на котором в итоге остановились исследователи, стал настолько громкий и заметный звук, что в помещении автоматически появляется желание закрыть динамик. На открытой местности звук охватывает 35 метров (с учетом высоты полета беспилотника в 50 метров).
Стоит отметить, что не всегда связь может оставаться достаточно крепкой для поддержания линии с операторами. Разработчики продумали и этот момент: если на телефоне абонента сядет батарейка, то он сможет «докричаться» до беспилотника. Пока работа над этой функцией активно идет – на это направлена основная масса усилий разработчиков. Необходимо научить дрон точно определять, что из звуков, доносящихся до динамиков, является человеческим голосом. Для этого была разработана система, которая представляет различные звуки в виде определенных столбиков. Нужно научить программу разделять звуковые волны и искать необходимое, обрабатывать и анализировать информацию.
Кроме этого, ученые работают непосредственно над динамиком. Их цель – увеличить его охват площади. Еще один своеобразный «эксперимент» исследователей – это изменение конструкции устройства. Так, ими была опробована графеновая пленка, которая широко используется в микрофонах и довольно популярна в акустической отрасли благодаря своим характеристикам. Вместе с этим ученые улучшают аэродинамические характеристики беспилотника: это позволит ему передвигаться тише. Идет работа над установкой более мощных процессоров, чтобы обрабатывать информацию быстрее и качественнее.
Согласно плану, который определяет использование беспилотника, нужно использовать не одно устройство, а несколько. Каждый из них может обработать примерно 5 км2. Так поисковые работы пройдут гораздо быстрее. Работа дронов в группе – основная идея проекта.
Олег Граничин, профессор Санкт‑Петербургского государственного университета, доктор физико‑математических наук, рассказал, что планируется и такое, что дроны смогут перепрошивать друг друга прямо во время полета. При этом не будут теряться данные, сохраненные и проанализированные программой на каком-либо из беспилотников. Такая функция будет состоять из трех ступеней: поддерживание устройства в режиме полета без управления оператором (первая ступень), выполнение назначенного задания (вторая ступень), работа дронов в группах (третья ступень). Отмечено, что дроны не должны терять управляемость. Особенно полезной функция будет в случае сильного ветра, потери или сбоя одного из устройств и так далее.