SkyOne: یک پهپاد عمود پرواز برای عملیات‌های بازرسی

یک استارتاپ کانادایی به نام SkyX پهپاد الکتریکی طراحی کرده است که می‌تواند عملیات‌های بازرسی از زیرساخت‌های نظامی و غیرنظامی را در بردهای وسیع انجام دهد. نشست و برخاست این پرنده که SkyOne نام دارد، به‌صورت عمودی است و از 4 موتور الکتریکی برای پرواز استفاده می‌کند. بازرسی از خطوط راه‌آهن، خطوط لوله، شبکه برق، تغییرات محیط زیستی و سایر زیرساخت‌ها از جمله مواردی است که می‌توان در آن‌ها از SkyOne استفاده کرد.

شرکت مذکور از سال 2016 آغاز به کار کرده است و در سال 2017 موفق به دریافت 5 میلیون دلار سرمایه از سوی یک شرکت چینی به نام کوانگ‌چی شد. چند ماه بعد پهپاد SkyOne این شرکت برای بازرسی 100 کیلومتر از خطوط گاز کشور مکزیک بکار گرفته شد. دراین عملیات که از طریق یک مرکز ماموریت در کانادا کنترل می‌شد، بیش از 200 ناهنجاری جغرافیایی در اطراف خطوط گاز مشاهده شد که می‌توانستند تهدیدی برای شبکه محسوب شوند.

به گفته مسئولین شرکت، توسعه این پهپاد با هدف عرضه به بازار نبوده است و اطلاعات و تجربه‌های حاصل از آن برای ساخت پهپاد SkyTow بکار گرفته خواهد شد. ایده مسئولین و سرمایه‌گذاران شرکت این است که با طراحی یک پهپاد الکتریکی عمود پرواز بتوانند با روش‌های سنتی بازرسی که در آن‌ها از هواپیما یا بالگرد استفاده می‌شود، رقابت کنند. آن‌ها معتقدند که هزینه‌های نهایی انجام بازرسی با این روش بسیار کمتر و نتایج آن‌ نیز کارآمدتر از روش‌های سنتی خواهد بود. نسخه دوم این پهپاد دارای ظرفیت بیشتر حمل بار و برد عملیاتی بیشتر است. در این پرنده دو موتور الکتریکی بکار گرفته شده است و سایر فناوری‌های بکار رفته در آن باعث می‌شوند تا نسبت به نسخه اول، انرژی بسیار کمتری استفاده کند.

برد عملیاتی SkyOne حدود 100 کیلومتر است و قبل از آغاز ماموریت، کاربر مسیر پرواز را از طریق نرم‌افزار تعیین می‌کند. همچنین کاربر می‌تواند در طول مسیر ایستگاه‌هایی برای انجام شارژ مجدد پرنده تعیین کند. سپس پهپاد به‌صورت کاملا خودکار روی مسیر و بین ایستگاه‌ها به پرواز در آمده و داده‌های مورد نظر را جمع‌آوری می‌کند.

شارژ باتری‌ها در ایستگاه‌ها می‌تواند از طریق پریز برق شهری، ژنراتورها و حتی سلول‌های خورشیدی انجام شود. بخش جمع‌آوری اطلاعات شامل دوربین‌های تصویربرداری باکیفیت بالا، دوربین‌های حرارتی و رادارهای لیزری (LIDAR) است. سیستم ناوبری مبتنی بر اطلاعات ماهواره‌ای از چند منبع مختلف (GPS، Galileo، GLONASS و BeiDou) است. علاوه‌ بر این، در صورت عدم دسترسی به اطلاعات ناوبری ماهواره‌ای، پرنده می‌تواند با ناوبری تصویری و دقت بالا مسیر را پرواز کند.

نرم‌افزار کنترل ماموریت شامل یک نقشه سه‌بعدی از جغرافیای منطقه است. علاوه بر آن داده‌های هواشناسی نیز می‌تواند وارد سیستم شود. با تعیین مسیر و ارتفاع پرواز، نرم‌افزار به‌صورت خودکار محل‌هایی که امکان برخورد با موانع وجود دارد را شناسایی و تغییر ارتفاع را برای جلوگیری از برخورد با آن اعمال می‌کند. کاربر می‌تواند یک ارتفاع ثابت از سطح زمین را انتخاب کند و نرم‌افزار به‌صورت خودکار با توجه به عوارض زمینی، برای کل مسیر ارتفاع پرواز را تنظیم خواهد کرد. اطلاعات هواشناسی می‌تواند برای کاهش خطرات در هنگام نشست و برخاست پهپاد مورد استفاده قرار گیرد.

شرکت SkyX در حال حاضر تلاش می‌کند تا با مذاکره با سازمان حمل‌ونقل کانادا و FAA، بتواند گواهینامه‌های پروازی برای پرنده‌های خود صادر کند. این گواهینامه‌ها امکان پرواز در فضای هوایی کلاس G (حریم هوایی کنترل نشده زیر 14500 پا) را فراهم می‌کنند.

چشمانی در آسمان

مدیرعامل شرکت سازنده نقطه قوت پهپاد را استفاده از کارت محاسباتی Jetson TX2 شرکت Nvidia می‌داند. این کارت که مجهز به سیستم هوش مصنوعی است می‌تواند با قدرت بسیار بالا و به‌صورت بلادرنگ اطلاعات جمع‌آوری شده را پردازش کند. همچنین از آن برای انجام ناوبری تصویری استفاده شده است.

این ماژول کوچک که ابعاد آن به اندازه یک کارت اعتباری است، قابلیت‌های زیادی برای انجام پردازش‌های هوش مصنوعی، شبکه‌ عصبی و یادگیری عمیق دارد که می‌توانند در جنبه‌های مختلف صنعت هوایی مثل ناوبری تصویری پهپادها و جمع‌آوری اطلاعات تصویری و راداری استفاده شود.

کارت Jetson TX2 می‌تواند تا 2 برابر کارایی (پردازش) بیشتر یا 2 برابر مصرف انرژی کمتری نسبت به نسخه قبلی خود داشته باشد. حین انجام پردازش توان مصرفی ماژول کمتر از 7.5 وات اندازه‌گیری شده است. این ویژگی‌ها و ابزارهای هوش مصنوعی باعث می‌شوند تا نتیجه حاصل، سرعت بسیار بیشتر و دقت بالاتر برای انجام وظایفی مثل تشخیص گفتار، ناوبری و طبقه‌بندی تصاویر باشد.

از جمله ویژگی‌های کلیدی کارت Jetson TX2 می‌توان به این موارد اشاره کرد: