机器人“狗”让美国空军跑道远离危险碎片

美国空军正在开发一种被称为“跑道房间”的机器人，可以帮助防止异物损坏飞机。

外来物体碎片或 FOD——任何不应该出现在停机坪上的东西——每年都会给航空业造成约 4 亿美元的损失。 FOD 损坏可能是灾难性的，导致法航 4590 号航班在起飞后立即坠毁，109 年机上 2000 人全部遇难。

FAA 规定要求机场定期进行 FOD 检查。 在军队、跑道和飞行甲板上，经常会出现 FOD 走动，有可用人员被召唤到飞行路线上并检查潜在的危险物体。

危险是双重的。 任何碎屑都可能刺穿轮胎或被吸入发动机，也可能是其他问题的重要证据。 如果飞机缺少螺母、螺栓、紧固件或其他部件，可能会导致更严重的问题。

许多机场拥有复杂的雷达系统来检测 FOD，但这些系统成本高昂且不一定能提供全面覆盖。 因此，走访和开车兜风仍然是日常生活中的现实。

正在为空军开发的新技术旨在改变这种状况。

根据本月签署的美国空军合同，正在开发一种名为 FOD Dog 的四轮机器人。 西门子政府技术部门是主要承包商，分包商 TurbineOne 在感知系统中工作。 合同为期一年，完整的原型系统将于明年 XNUMX 月进行演示。

机器人本身是一个坚固的基本底盘，带有一个电动机，它使用现成的激光传感器扫描跑道上的异物。 它们可以感知地面条带的轮廓，检测从表面伸出的任何东西。 与相机相比，扫描仪的优势在于它更简单，并且在下雨等能见度差的条件下也能正常工作。

然而，真正的魔力在于利用扫描仪数据检测和识别 FOD 的技术。 TurbineOne 首席执行官 伊恩·卡林 - 在美国海军服役期间参与 FOD 调查 - 说它背后有三种使能技术。

“首先，有来自 NVIDIA 等公司的图形处理器单元 (GPU)
NVDA
. 这些小巧、坚固的电路板是视频处理的新行业标准，”Kalin 告诉福布斯。 这些是推动小型无人机和其他移动机器人技术进步的单位。

“其次，机器学习模型已经经历了‘小型化’浪潮，这基本上意味着过去需要大量计算资源和数 GB 的代码现在只能在数兆字节的空间内运行，”Kalin 说。

这意味着最新的智能机器学习软件可以在小型边缘计算设备上运行，而不是像早期的机器学习项目那样在服务器机架上运行。

FOD Dogs 从不同对象的目录开始，但能够学习新对象。 他们甚至可以在包成员之间共享信息，因此他们将逐渐更好地识别特定站点上特定类型的 FOD。 当站点获得特定类型的外来对象（例如树叶）时，这可能很重要。

“最后，TurbineOne 发明了一种前线感知系统，作为操作系统，无需互联网连接即可实现所有这些检测，”Kalin 说。

这使得这群狗可以在可能没有连接到互联网的地方工作，例如军事站点或航空母舰。

FOD 巡查通常在飞行操作停止后的晚上或清晨进行。 每个机器人都会自动插入其充电基站（“狗屋”），就像家庭清洁 Roomba 一样，狗会一起进行扫地以提供完整的覆盖范围。 一名人工操作员可以管理整个包装。

任何定位的 FOD 都会被自动标记。 机器人可以将准确的坐标传递给操作员——内置增强型 GPS 意味着他们可以将其定位在几厘米以内——或者机器人可以像猎犬一样将操作员物理引导到 FOD。

Kalin 说，清除碎片不是初始合同的要求，但他们的路线图上有。 他们可能的解决方案将包括为一些车辆配备现成的机械臂和处理软件。 这将把机器人变成一个完整的跑道清理解决方案。

TurbineOne 看到了这项技术在 FOD 检测之外的更多用途。 无人机已经用于工业检查，但飞行时间有限，不能在恶劣天气下飞行。 地面机器人具有更长的续航能力，可以忽略天气，并携带更重的各种传感器有效载荷。 TurbineOne 最近宣布从 XYZ Venture Capital 获得 3 万美元的种子资金，以扩大其工程团队并加快产品交付。

配备感知系统的机器人可以执行许多检查任务——从飞机检查开始，类似于在韩国推出的基于无人机的解决方案，但扩展到工厂、建筑工地和其他应用。 （也许机器人检查机器人可能已经阻止了最近的 F-35 坠机事故，这显然是由发动机上的防雨罩造成的）。

低成本、强大的机器人平台和智能传感的结合具有巨大的潜力，FOD Dog 可能是在各个领域工作的许多有用机器人的先驱。