To pierwsza tego typu jednostka w Polsce, która pracuje bez załogi
W szczecińskim laboratorium firmy Marine Technology pod okiem profesora Andrzeja Statecznego powstaje HydroDron – inteligentne urządzenie do dokonywania podwodnych pomiarów i sporządzania map. Ambicją profesora jest uczynienie z tego niewielkiego katamaranu jednostki w pełni autonomicznej, która dzięki zastosowaniu sztucznej inteligencji będzie samodzielnie przemierzać zaplanowaną trasę. Moduły SI, które będą służyć do sterowania HydroDronem, mogą mieć później zastosowanie na przykład w rozpoznawaniu i rozumieniu obrazów pozyskiwanych przez sensory pojazdów drogowych. Urządzenie, na razie sterowane z brzegu, pozytywnie przeszło już pierwsze testy.
Echosondy, sonary, lasery
HydroDron jest bezzałogowym katamaranem o długości czterech metrów, wykonującym pomiary hydrograficzne w portach, na redach, w rzekach, jeziorach, zalewach i zatokach. To pierwsza tego typu jednostka w Polsce, która pracuje bez załogi. Na pierwszy rzut oka dość niepozorna, jest po brzegi „nafaszerowana” elektroniką, która zbiera dane.
Od maja do września 2018 roku dziesięcioosobowy zespół wykonawców przeprowadził testy na wodzie.
– Sprawdziliśmy działanie w warunkach rzeczywistych poszczególnych podsystemów HydroDrona, w tym systemu łączności i transmisji danych, zestawu sensorów pomiarowych i obserwacyjnych oraz zespołu napędowego. Wśród sensorów będących na wyposażeniu HydroDrona jest radar 3D, system LIDAR, który za pomocą światła wyznacza obszar pomiarowy i mapuje brzeg, oraz dalmierze laserowe, kamery, echosondy i sonar 3D, zintegrowane z pokładowymi komputerami przemysłowymi – informują nas badacze ze Szczecina.
Adres filmu na Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=uArmuyzS4YQ&feature=youtu.be
Ekipa z Marine Technology planuje przeprowadzenie kolejnych miesięcznych testów w warunkach rzeczywistych na wodzie. W piątek 26 kwietnia maszyna ma wypłynąć na jezioro Kłodno w miejscowości Zawory na Kaszubach. W trakcie testów zbadany zostanie moduł nawigacji autonomicznej.
– Obecnie HydroDronem zdalnie steruje operator, który na konsoli widzi pomiary sensorów – wyjaśnia prof. Stateczny, prezes Marine Technology. – Dzięki sztucznej inteligencji będziemy mogli zaprogramować katamaran tak, by zupełnie samodzielnie, bez nadzoru operatora, pływał i wykonywał pomiary.
Zamiast kapitana
HydroDron ma napęd elektryczny, jest zasilany z akumulatorów na panele solarne. Pracuje cicho i nie emituje do środowiska żadnych gazów, co umożliwia wykorzystywanie go nawet w rezerwatach przyrody. Dane, które potrafi zebrać, pozwalają na tworzenie map ułatwiających nawigowanie statkom. W przyszłości HydroDron może być też jednak wykorzystywany np. do sprawdzania stanu budowli hydrotechnicznych, takich jak np. zapory, śluzy czy mosty, oraz badania jakości wody.
W autonomicznej nawigacji HydroDrona jednym z najistotniejszych elementów będzie moduł antykolizyjny.
– Do wypracowania manewru zapobiegania kolizji niezbędne jest określenie parametrów ruchu, kursu i prędkości obiektów, z którymi dron mógłby się zderzyć – wyjaśnia prof. Stateczny. – Wykonawcy projektu mają doświadczenie w zakresie budowy filtrów śledzących ruch obiektów zbudowanych z wykorzystaniem sztucznych sieci neuronowych. Do śledzenia jednostek potencjalnie zagrażających kolizją zamierzamy wykorzystać dwie sprzężone sztuczne sieci neuronowe regresji ogólnej (GRNN), wyznaczające wektor ruchu śledzonych obiektów.
Badania prowadzone przez wykonawców projektu potwierdziły znaczną przewagę rozwiązania neuronowego nad dotychczas stosowanymi filtrami śledzącymi.
Pierwszy na świecie?
Prace zespołu złożonego z programistów, hydrografów i nawigatorów nad autonomicznym HydroDronem mają potrwać do października 2019 r. Całkowity koszt budowy pojazdu wyniesie ponad 2,5 mln zł, z czego ponad 2 mln zł szczecińska firma pozyskała z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w ramach unijnego programu Inteligentny Rozwój.
Marine Technology od lat zajmuje się prowadzeniem prac badawczo-rozwojowych w geoinformatyce. Jak zapewniają twórcy HydroDrona, będzie on punktem odniesienia dla wszystkich innych tego typu urządzeń. Nie są im bowiem znane jakiekolwiek inne tak zaawansowane pływające pojazdy bezzałogowe, które byłyby wyposażone w równie bogaty zestaw sensorów do obserwacji oraz sterowanie autonomicznie.
Co więcej, zdaniem wykonawców projektu metody sztucznej inteligencji zaproponowane w HydroDronie znajdą powszechne zastosowanie w pojazdach autonomicznych – nie tylko pływających i nie tylko w procesie manewrowania antykolizyjnego, ale też np. w rozpoznawaniu i rozumieniu obrazów pozyskiwanych za pomocą sensorów.