Создание радиолокационных карт с помощью собак-роботов
Учёные из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (Berkeley Lab) обучают собак-роботов выискивать радиоактивные участки с помощью набора датчиков на спине. Проект ещё не завершён, но идея полезная и многообещающая.
В 2013 году исследователи пронесли камеру Microsoft Kinect по домам в японской префектуре Фукусима. Инфракрасный свет устройства очерчивал контуры зданий, создавая трёхмерную карту. Дополнительно команда использовала информацию из ручного гамма-сканера, отображающего невидимое радиоактивное излучение после аварии на АЭС Фукусима. С той поры они продвинулись дальше, усовершенствовав и автоматизировав процесс.
Робототехника, компьютерное зрение, софт и другие компоненты, объединённые вместе, позволяют делать благое дело. Ведь подобные автономные устройства могут использоваться для мониторинга радиоактивных источников, используемых на АЭС и других объектах, для обеспечения радиоактивной безопасности и нераспространения радиации, для очистки и восстановления окружающей среды. Даже экстренное реагирование на ЧП — и то можно доверить роботам, а не людям.
Исследователи собрали автономное устройство с видеокамерами, лидарами, гироскопами, акселерометрами, детекторами радиоактивных частиц и встроенными вычислительными устройствами. С помощью обманчиво простой техники огромный объём информации из нескольких источников сжимается в одно изображение. Так учёные получают возможность «картировать» мир в трёх измерениях в режиме реального времени.
Робо-собака может визуализировать радиацию, пройдя по заданному маршруту внутри любого объекта. Но собаками дело не ограничивается. Изобретатели ищут новые способы обеспечить независимые роботизированные действия, такие как исследование горячих точек или определение границ зоны радиации. Поэтому разработанную ими систему можно переносить вручную по пересечённой местности, или запускать в полёт с помощью дрона, чтобы изучать открытую местность с высоты. Но давайте вернёмся к собакам.
Обучение роботов новым трюкам
Привязать систему обнаружения радиации к собаке-роботу не сложно. Учёным требуется пара минут, чтобы прикрепить платформу локализации и картографии (LAMP) к роботу-собаке Spot от Boston Dynamics. Интеграция двух систем, чтобы Spot получал данные о радиации и знал, как сделать правильный выбор, — это уже совсем другая история. И в этом направлении работа всё ещё идёт.
Важным моментом является обучение собаки тому, что такое радиоактивные объекты и как на них реагировать. Этот процесс в компьютерном зрении известен как «семантическая сегментация».
Например, если бы у вас был радиоактивный источник по другую сторону стены, семантически невежественная собака подошла бы и сказала: «Эй, эта стена радиоактивна». А семантически умная собака скажет: «Здесь радиоактивно — я хочу посмотреть, что по ту сторону стены». Как говорят учёные, на данный момент не существует механизма, с помощью которого это можно было бы сделать. Но когда задачу решат, это значительно повысит эффективность автоматического картирования радиоактивности.
Благодаря такому программированию автономный робот сможет разумно наносить на карту загрязнённые объекты и территории, которые нуждаются в очистке от радиации. Или сможет пройти по коридору, идентифицировать контейнеры с отходами, которые должны иметь определённую радиационную сигнатуру, и собрать дополнительные данные для дальнейшего изучения людьми.
В этом направлении и работают сейчас исследователи. Ведь роботы могут выполнять важную часть работы, экономя время людей. Кроме того, в случае ЧП дозу радиации получит робот, а не человек, так что в выигрыше будут все.
Есть и другие варианты использования роботов с системами картирования радиации. Например, они могут оказаться полезными для поиска геологически интересных материалов на рудниках, которые раньше выбрасывали, потому что не считали ценными — например, литий для электромобилей.
Радиационное картирование также потенциально способно помочь военным найти хотя бы часть наземных мин, в огромном количестве зарытых по всему миру. Хотя наземные мины не являются радиоактивными, метод «активного зондирования» с использованием нейтронов может заставить мины излучать гамма-лучи, которые легко обнаружить.
Всё это лишь в планах, ну, а пока робо-собака с улавливающими радиацию датчиками продолжает бегать по лаборатории.
