📡 نوآوری مؤسسه پلی‌تکنیک ووستر: رهایی پهپادهای شنوا از محدودیت‌های دیداری
پژوهشگران در مؤسسه پلی‌تکنیک ووستر (WPI) واقع در ماساچوست آمریکا، نسل جدیدی از ربات‌های پرنده را طراحی کرده‌اند که به جای اتکا به دوربین‌ها و حسگرهای نوری، برای مسیریابی و ناوبری از امواج صوتی استفاده می‌کنند. این پیشرفت علمی، نقطه پایانی بر بزرگترین چالش سامانه‌های دیداری در روبات‌های پرنده است: عدم کارایی در شرایط بدون دید.
پهپادهای شنوا با الهام از سیستم مکان‌یابی صوتی (Echolocation) خفاش‌ها و پرندگان، می‌توانند در محیط‌هایی که دید به صفر می‌رسد، به‌طور دقیق مسیر خود را پیدا کنند. این محیط‌ها شامل شرایطی مانند:
- تاریکی مطلق و مه شدید
- دود و غبار متراکم
- فضاهای داخلی پیچیده یا تونل‌ها
🧠 هوش مصنوعی ترکیبی و فرامواد صوتی؛ مغز متفکر پهپادهای شنوا
در قلب این فناوری، دو نوآوری کلیدی قرار دارد: سخت‌افزار پیشرفته و یک سیستم نرم‌افزاری هوشمند.
۱. فرامواد صوتی (Acoustic Metamaterials):
محققان از فراموادی با ساختارهای هندسی خاص استفاده کرده‌اند تا نویز تولید شده توسط ملخ‌های پهپاد را به حداقل برسانند. این کار دقت سیستم صوتی را افزایش داده و امکان کنترل مسیر بازتاب صدا را برای شناسایی موانع فراهم می‌کند. این امر باعث می‌شود که سیستم اکولوکیشن پهپاد، حتی در محیط‌های پر سر و صدا، دچار اختلال نشود.
۲. هوش مصنوعی ترکیبی:
در بخش نرم‌افزاری، ترکیبی از هوش مصنوعی شامل یادگیری عمیق و یادگیری تقویتی به کار گرفته شده است. این سیستم هوشمند، پهپادهای شنوا را قادر می‌سازد تا بدون وابستگی به اپراتور یا مرکز کنترل، موانع را تشخیص داده، تصمیم‌گیری کرده و در پیچیده‌ترین مسیرها با پروازی مستقل و ایمن حرکت کنند. همچنین، با ترکیب داده‌های صوتی و حسگرهای حرکتی، این ربات‌ها می‌توانند به‌طور خودکار یک نقشه پایدار و سه‌بعدی از محیط پیرامون خود ترسیم کنند.
💰 مزایای عملیاتی و کاربردهای امداد و نجات پهپادهای شنوا
علاوه بر قابلیت‌های بی‌نظیر در ناوبری، فناوری صوتی مزایای مهمی از لحاظ عملیاتی و لجستیکی دارد. برخلاف سامانه‌های تصویری که نیازمند پردازش بالا و سخت‌افزارهای سنگین هستند، این فناوری انرژی کمتری مصرف می‌کند و نیازمند سخت‌افزار سبک‌تر و ساده‌تری است. این امر باعث افزایش زمان پرواز و کاهش هزینه‌های ساخت پهپادهای شنوا می‌شود.
کاربردهای این نسل جدید از پهپادهای شنوا بسیار گسترده است:
- عملیات امداد و نجات: فراهم کردن حضور نجاتگران در محیط‌های خطرناک، زیر آوار یا تونل‌ها که پیش از این غیرقابل دسترسی بودند.
- بازرسی صنعتی: نظارت بر زیرساخت‌های حیاتی مانند خطوط لوله و تأسیسات هسته‌ای در شرایط دود، مه یا تاریکی.
- نظارت در محیط‌های خطرناک: امکان فرستادن این پهپادها به محیط‌های آلوده یا پرخطر بدون نیاز به ریسک کردن جان انسان‌ها.
این نوآوری نشان می‌دهد که ربات‌های پرنده در حال گذر از مرحله صرفاً “دیدن” به مرحله “شنیدن” هستند و این امر مرزهای قابلیت‌های آن‌ها را در دنیای واقعی به شکل چشمگیری گسترش خواهد داد.
مهدی رضایی
او فارغ‌التحصیل رشته مهندسی نرم‌افزار است و فعالیت حرفه‌ای خود را در عرصه رسانه از سال ۱۳۹۷ به عنوان نویسنده در یک وبلاگ تخصصی فناوری آغاز کرده است. وی پس از کسب تجربه، به خبرگزاری‌های معتبر پیوست و در حال حاضر، خبرنگار حوزه نرم‌افزار و هوش مصنوعی در یک مجله تکنولوژی برجسته است.
