美國賓州大學(University of Pennsylvania)機器人團隊最近開發一款低成本的自主無人機系統。這款無人機系統結合了3D 建模技術,有利於室內搜尋與救援行動。
據科技新聞網站 Interesting Engineering,救援任務通常在危險的環境中進行,如火災或地震災後現場,這些地方的結構極為不穩定,隨時可能塌陷。此類環境不僅提高救援行動的難度,還加劇人員傷亡的風險。
賓州大學所開發的技術可以在人員進入危險場域之前,提供該地的基本信息。因為這些場所通常昏暗且空間狹小,難以接收 GPS 信號,若無人機能提前提供重要的預警,將幫助人員做出更安全的決策。
大學團隊表示,他們研發的無人機有助於精準定位人員受困的地點。然而,大部分能在災區自動運行的救援無人機,其開發技術極為複雜且成本昂貴,因此,該大學開發了一款更具成本效益的無人機系統。
內建 3D 建模技術
該團隊開發了一套結合地圖繪測技術的「雙無人機系統」。它結合了 2D 和 3D 地圖功能,2D 地圖能提供從上方俯視的視角,讓操作人員迅速了解環境布局,並識別出空間中的潛在危險區域。另外,3D 地圖還能生成室內空間的立體模型。
該研發團隊成員 Rachel Axten 表示,這套系統的其中一架無人機只有搭載飛行控制的設備。另一架無人機則配備了感測器,幫助建立環境的 3D 建模,並可將圖像連結到電腦上生成地圖。
符合成本效益的新選擇
這套系統的兩架無人機可以單獨運行,也可以協同作業。較小的無人機搭載紅外線熱像儀和夜視功能,以提供操作員視覺信息,而較大的無人機則負責生成 3D 地圖。
這套系統有助於落實高效的任務分配,並將數據即時傳輸給救難人員。該團隊透過選擇市面上容易取得的零件組,並結合自訂開發的軟體系統,成功降低了系統的整體成本。
團隊估計他們所開發的無人機系統約新台幣 9 到 15 萬。然而,類似的美國製系統通常要價 10 倍以上。未來團隊將持續優化設計,並在功能、重量、尺寸和價格之間取得平衡。
由於民用無人機的靈活與機動性,越來越多政府機關及企業採用無人機深入危險環境執行任務。無人載具的設計大多具有自動導航、遠程監控和自主能力,使其可傳送即時數據並自主執勤,進而大幅降低作業風險。
其中,以色列的 ParaZero 公司還開發搭載自主降落系統的無人機。該公司利用 AI、機器學習(machine learning)及大數據分析進行數據處理,並賦予無人機進行超視距飛行(Beyond Visual Line of Sight,BVLOS)的功能。
瑞典無人機製造商 Remote Aero 則是開發了兩種無人機解決方案。第一項方案著重無人機的機身設計和開發載具安全著陸的軟體,實現機身能於逆風自動著陸。第二項方案則是開發新型廣角光學鏡頭,用於捕捉和處理大範圍的視覺數據。