Ομάδα επιστημόνων στη Γερμανία κατασκεύασε αυτοματοποιημένα drones και ρομπότ που λειτουργούν με τεχνητή νοημοσύνη και είναι ικανά να ανιχνεύουν ραδιενεργά απόβλητα σε επικίνδυνα περιβάλλοντα όπου η ανθρώπινη πρόσβαση είναι μη ασφαλής ή αδύνατη. Οι πρωτοπόροι της καινοτόμου αυτής τεχνολογίας είναι οι ερευνητές του Ινστιτούτου Fraunhofer για την Επικοινωνία, την Επεξεργασία Πληροφοριών και την Εργονομία (FKIE).
Οι επιστήμονες συνδυάζουν μη επανδρωμένα εναέρια συστήματα (UAS) και μη επανδρωμένα επίγεια οχήματα (UGV), με προηγμένης τεχνολογίας αισθητήρες, αυτοματοποίηση και αλγόριθμους αναζήτησης. Στόχος τους είναι να μειώσουν σημαντικά τον χρόνο που απαιτείται για την ανίχνευση ραδιενεργών, χημικών ή βιολογικών υλικών σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης.
Οι «ανιχνευτές» αυτοί μπορούν να εντοπίσουν πηγές ραδιενέργειας που βρίσκονται σε απόσταση λίγων μέτρων. Οι δοκιμές πεδίου έχουν επιδείξει πολλά αξιόλογα αποτελέσματα. Η έρευνα διεξάγεται από το τμήμα Σύντηξης Δεδομένων Αισθητήρων και Πληροφοριών του Fraunhofer FKIE, με την υποστήριξη του Ερευνητικού Ινστιτούτου Bundeswehr για Τεχνολογίες Προστασίας και Προστασία ΧΒΡΠ (WIS).
Υψηλή αυτοματοποίηση των μη επανδρωμένων εναέριων συστημάτων
Σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα, το 2023, μια μικροσκοπική ραδιενεργή κάψουλα καισίου-137, μήκους οκτώ χιλιοστών, έπεσε από ένα φορτηγό ενώ μεταφέρονταν μεταξύ της πόλης του Περθ και του ορυχείου Rio Tinto στην περιοχή Pilbara της Αυστραλίας. Για να βρεθεί η κάψουλα έγινε μια μεγάλη επιχείρηση αναζήτησης κατά μήκος ενός τμήματος αυτοκινητόδρομου μήκους 1.400 χιλιομέτρων. Εξειδικευμένες ομάδες ρίχτηκαν στις έρευνες, χρησιμοποιώντας εξοπλισμό ανίχνευσης ακτινοβολίας για να σαρώσουν ολόκληρο τον δρόμο. «Η κάψουλα καισίου στην Αυστραλία βρέθηκε μόνο μετά από ημέρες αναζήτησης με φορητούς ανιχνευτές», τόνισε η Claudia Bender, ερευνήτρια στο Fraunhofer FKIE που εργάστηκε για την εν λόγω τεχνολογία. «Θα μπορούσαμε να είχαμε βρει τη ραδιενεργό κάψουλα πολύ πιο γρήγορα χρησιμοποιώντας το UAS μας».
Η ομάδα είπε ότι η τεχνολογία της ανίχνευσης που ανέπτυξαν είναι απολύτως αυτοματοποιημένη και περνάει από μια φάση εξερεύνησης σε μια φάση αναζήτησης. Κατά τη διάρκεια της φάσης εξερεύνησης, το drone ακολουθεί ένα προκαθορισμένο μοτίβο πτήσης και μετρά συνεχώς την ακτινοβολία υποβάθρου. Εάν το σύστημα ανιχνεύσει μια ανωμαλία, μεταβαίνει σε μια στοχευμένη λειτουργία αναζήτησης. Κατά τη διάρκεια αυτής της φάσης, το drone προσαρμόζει δυναμικά την πορεία πτήσης του με βάση κάποιους αισθητήρες και τα δεδομένα που έχουν συλλεχθεί προηγουμένως. «Μόλις ο πιλότος εκτοξεύσει το drone, αυτό ακολουθεί ένα σταθερό μοτίβο πτήσης», ανέφερε η ομάδα. «Μόλις είναι διαθέσιμα επαρκή δεδομένα από τους αισθητήρες, το σύστημα μεταβαίνει σε προσαρμοστική λειτουργία αναζήτησης, χρησιμοποιώντας τις συσσωρευμένες πληροφορίες για να υπολογίσει πού μπορεί να βρίσκεται η πηγή ραδιενέργειας».
Ανίχνευση ακτινοβολίας
Το σύστημα βασίζεται σε αλγόριθμους που εκτιμούν την πιθανότητα της θέσης της ραδιενεργού πηγής. Καθώς το drone συλλέγει δεδομένα, δημιουργεί σημεία αναφοράς αυτόνομα, μέχρι να συγκλίνει στην πιο πιθανή θέση. Το σύστημα χαρτογραφεί την ένταση της ακτινοβολίας σε πραγματικό χρόνο χρησιμοποιώντας θερμικούς χάρτες. Διαθέτει επίσης χάρτες πιθανοτήτων, οι οποίοι επισημαίνουν τις περιοχές με την υψηλότερη πιθανότητα να περιέχουν επικίνδυνα ραδιενεργά υλικά.
Το drone είναι εξοπλισμένο με ανιχνευτή ακτινών γ και πρόσθετους αισθητήρες για τη διαδικασία ανίχνευσης. Αυτοί υποστηρίζονται από ηλεκτροοπτικές και υπέρυθρες κάμερες, έναν υπολογιστή Intel NUC για επεξεργασία δεδομένων, μια αδρανειακή μονάδα μέτρησης (IMU) και μια μονάδα επικοινωνίας LTE για την παρακολούθηση των δεδομένων από το έδαφος. Οι κάμερες δείχνουν την ζωντανή εικόνα που βλέπει το drone. Μπορούν να ανιχνεύσουν αντικείμενα, όπως ανθρώπους, κτίρια και οχήματα, και να τα εμφανίσουν σε χάρτη με γεωαναφορά. Η Μονάδα Διαχείρισης Αέρα (IMU) καταγράφει τη θέση και την κίνηση του drone σε 3D, όπως αναφέρει δημοσίευμα του ιστότοπου Interesting Engineering.