İnsansız tekne uzmanları Çin'in denizcilik güvenliğinin siyah teknolojisini deşifre ediyor
Konuşmacı 191: Luo Jun
-
Makine ve Elektrik Mühendisliği ve Otomasyon Okulu Dekan Yardımcısı, Şangay Üniversitesi
-
Şangay Robotik Araştırma Enstitüsü Müdürü
Ben, Şangay Üniversitesi İnsansız Tekne Mühendisliği Enstitüsü'nden Luo Jun.
Bu Güney Çin Denizi'nin su yüzeyinin altındaki topografya haritası, biz buna deniz haritası diyoruz.
Çin'in 3 milyon kilometrekarelik bir deniz alanı var Bu kadar geniş bir deniz alanı altında, deniz haritaları, gemilerin seyri ve hatta denizcilik ekonomisi ve tüm ülkenin ulusal savunma güvenliği için hayati önem taşıyor.
Deniz haritalarının ölçümü için genellikle deniz etüdü gemileri yapıyoruz. Bununla birlikte, Haixun 01, Haixun 166 ve Li Siguang ve Qian Xuesen deniz araştırma gemilerimiz gibi deniz araştırma gemilerinin taslağı nispeten derindir. Çin'in 3 milyon kilometrekareyi aşan deniz bölgesinde çok sayıda ada ve resif bulunmaktadır.Doğu Çin Denizi'nde 3.500'den fazla ve Güney Çin Denizi'nde 1.700'den fazla olduğu tahmin edilmektedir.
Ancak, derinliği 5 metreden az olan yüzbinlerce kilometrekarelik deniz alanı vardır. Etraftaki adaları ve resifleri araştırmak ve haritalamak için deniz araştırma gemilerini kullanmak kesinlikle imkansızdır. Ancak, adaları ve resifleri çevreleyen deniz haritalarının Çin'in denizcilik hakları üzerinde olumsuz bir etkisi vardır. Çok önemli, ne yapmalıyım?
Ekibimiz robotların temel araştırmalarıyla meşgul olduğu için bu sorunu çözmek için insansız tekneler kullanıyoruz. İnsansız teknenin sığ bir taslağı vardır ve otonom seyrüsefer, otonom engellerden kaçınma ve otonom ada resif haritalama gerçekleştirebilir. İnsansız teknede bulunan sonar sayesinde ses dalgaları deniz tabanına veya resiflere gönderilerek geri yansıtılır ve ardından özel sonar haritalama yöntemi ile deniz tabanının topografyası ortaya çıkarılır.
Bununla birlikte, adaların ve resiflerin insansız teknelerle haritalanmasında bazı teknik zorluklar vardır.
Bunlardan biri, adaların ve resiflerin etrafındaki, insansız tekneye büyük rahatsızlık veren, çok sayıda çatlak ve girdap bulunan çalkantılı su akışıdır. Sonar haritalaması nedeniyle, drone düz bir çizgide yürümelidir. Bununla birlikte, adaların ve resiflerin etrafındaki dalgalar çok büyüktür ve özellikle düz yürümek zordur. Doğru şekilde gitmesi için ani dalgalanma önleme kontrol yöntemlerini kullanmanız gerekir.
Peki normal şartlar altında aşırı akıma nasıl direnebiliriz? Örneğin, insansız bir tekne adaların ve resiflerin etrafını araştırırken ve haritalandırırken, büyük bir dalga geldiğinde rotadan sapar, ancak insansız teknedeki sensörler aracılığıyla, ofsetini ölçebilir ve ofsetin büyüklüğüne göre bir ofset uygulayabilirim. Tepki kuvveti, onu rotaya geri döndürür.
Ama denizde seyrediyorsa, bu dalga geldikten sonra bir ofsete neden olacak ve bir sonraki dalganın boyutu henüz bilinmiyor, yani bu ofsetin biraz körlüğü var, ne yapmalıyız?
İnsansız bottaki radarı, etrafındaki dalga bilgisini toplamak için kullanarak, rahatsızlık alanı adı verilen dinamik bir model oluşturmak için yeni bir yöntem icat ettik.
İnsansız teknede çok sayıda sensör var. Tutum bir tutum alanı oluşturmak için ölçülüyor. Tutum alanı ve rahatsızlık alanı sürekli değişiyor. Bir haritalama ilişkisi bulmak için sadece rahatsızlık alanını ve tavır alanını haritalamam gerekiyor. Doğru hareket etmenin etkisini elde etmek için insansız teknenin düzeltme miktarını nasıl kontrol edeceğini bilir. Bu, aşılması gereken ilk kilit konudur.
İkinci önemli konu ise engellerden kaçınma problemidir.Statik hedefler için engellerden kaçınmak bizim için çok kolaydır.Belirli algoritmalar kullanılarak radar ve lazer ile konumu tespit edilerek önlenebilir. Ama denizdeyken insansız tekneler de dahil olmak üzere pek çok yelkenli gemi var, bunun gibi engellerden kaçınmak için ne yapmalıyız?
Koşarken, üzerinden koşan başka biriyle karşılaştığımızda, kendi hızımı ve yönümü tahmin edeceğim ve sonra diğer kişinin hızını ve yönünü tahmin edeceğim ve sonra beynin yargısı ve tepkisi yoluyla ondan kaçabilirim. Denizdeki gemiler de insansız teknedeki sensörler ve radar aracılığıyla karşı tarafın bilgilerini tahmin etmek için bu prensibi kullanır.
Ancak insansız teknenin denizde seyrederken hızı ve yönü yanlış olduğu için karşı tarafın hata bilgisi hata bilgisi ile tahmin edilecek ve daha büyük bir sapma olacaktır. Bu nedenle, iki tarafın hata bilgilerinin bir hata konisine dönüştürülmesi gerekir, iki koninin kesişme noktası olmadığında, hareketli engellerden kaçınma sağlayabiliriz.
Üçüncü zorluk da şudur, çünkü insansız teknenin seyir mesafesi sadece birkaç yüz kilometredir.Uzun deniz seyrüsefer operasyonları için kullanılıyorsa, ana gemi ile birlikte kullanılması gerekir. Ancak denizde sözde rüzgarsız üç ayak dalgaları var, üç seviyeli dört seviyeli deniz meltemi çok yaygındır İnsansız tekne operasyonu tamamlandıktan sonra ana gemiye dönmek her zaman çok zor olmuştur.Birleşik Devletler de bu yönü inceliyor. . Büyük gemi çok kötü sallandı ve insansız tekne çok kötü sallandı İnsansız tekneyi yukarı kaldırmak için her iki taraftaki kancaların birleştirilip yanaşması çok zor.
İnsansız teknede mermi çekme halatı yapmak için yeni bir yöntem düşündük.Kurtarılması gerektiğinde, çekme halatı personelin kolayca kurtarabilmesi için ana gemi güvertesine otomatik olarak atılıyor. Rahatsızlık durumunda, bu yöntemin etkisi nispeten iyidir.
İnsansız teknelerin karşılaştığı üç sorun bunlar.
Dünyada insansız teknelerin en hızlı geliştiği ülke İsrail, pek çok insansız bot çeşidine sahip, 63 modeli kurulmuş, 25 modeli geliştirilme aşamasında.ABD, insansız teknelerin geliştirilmesine de büyük önem veriyor.
Önceki üç teknolojiye dayalı olarak 7 tip insansız tekne de geliştirdik. "Jinghai" adı, biri "Jingwei ıslahı" ruhunu oynamak, diğeri ise denizcilik görevlerini doğru bir şekilde yerine getirmek anlamına gelir.
2013 yılında, Jinghai insansız teknemiz, anket ve haritalama için 106 Güney Çin Deniz Resifleri devriyesini takip etti ve Paracel Adaları, Yongxing Adası, Chigua Resifi, Meiji Resifi ve Yongshu Resifi'nde çok sayıda araştırma ve haritalama gerçekleştirdi. Özellikle, Yongshu Resifi'nin araştırılması ve haritalanması, daha sonra denizin ıslahına ilişkin verilere destek oldu.
Bu, Güney Çin Denizi'ndeki bir deniz limanı araştırmamızdır. Deniz limanı çevresinde çok sayıda engel olduğundan, savaş gemileri kıyıya ulaşamıyor ve engellerin nerede olduğunu bilmiyoruz. Etrafta 50 metrelik bir tarama çalışması yaptık. , 9 şüpheli nokta bulun, ölçülen koordinatları tarayın, engeli kaldırın ve ardından büyük bir savaş gemisini park edebilirsiniz.
Bu, Yangtze Nehri'nin "Yangtze Haliç Bir" ağzında insansız teknemiz tarafından bulunan batık bir gemi. Herkes batan yerlerin genellikle nispeten kötü su koşullarına sahip yerler olduğunu bilir, bu nedenle geminin batması kolaydır. Büyük geminin araştırması sırasında kesinlikle pek çok sorun çıkacaktır, ancak insansız tekne çevreyi tarayarak batmış gemiyi bulmuştur.
Geçmişte, Xuelong bilimsel araştırma gemisi Antarktika, Ross Denizi'ndeyken, çevredeki harita bilgilerini bilmediği için, parçalanması mümkün değildi ve sürüklenme yöntemini kullanmak zorunda kaldı.Geminin durması büyük bir maliyet gerektiriyordu. 2014 yılında, haritanın etrafındaki 280 kilometrenin tamamını ölçtük Bu tabloya dayanarak, daha iyi bir bağlantı noktası bulduk, böylece Xuelong 2015'te tekrar gittiğinde, sabitlenebilirdi.
Doğu Çin Denizi'nin en çok ada ve resiflere sahip olduğunu ve bunların hepsi ada grupları olduğunu biliyoruz.Geçmişte, adalar ve resifler çevresinde bazı harita verilerini elde etmek için uydu uzaktan algılamayı kullandık. Uydudan uzaktan algılama ile elde edilen verilerin çok büyük bir hatası var, bu da gemilerimize birçok zorluğu beraberinde getiriyor.
Bu nedenle, Doğu Çin Denizi'ndeki adaların ve resiflerin bir bölümünü insansız teknelerle haritalamak istiyoruz.
Bu resim Dahuangmang Resifi'nin araştırma durumudur.
İki resif arasındaki mavi, suyun nispeten derin olduğu yeri gösterir.Bu, uydudan uzaktan algılama ile elde edilen verilerdir. Su derinliği verileri geminin geçebileceğini gösteriyorsa, ancak gerçek insansız tekne çevreyi ölçtükten sonra, ekran tamamen kırmızıdır.Yer kırmızımsı, su daha sığ ve en sığ yer, su yüzeyinden sadece 0,85 metredir. Uydudan uzaktan algılama ile elde edilen verilere göre gezinirseniz büyük zararlar getirecektir.
Çin'de 7.000'den fazla ada ve resif var ve pek çok yer boş, bu yüzden bu çalışma çok ağır. Deniz haritası insansız tekne araştırmaları ve haritalama yoluyla elde ediliyor. Üç boyutlu bir su derinliği oluşturmak için adalar ve resiflerin etrafındaki verileri tamamlıyoruz Figür, deniz güvenliğinin geliştirilmesinde çok iyi bir rol oynayabilir.
Bununla birlikte, tek bir insansız teknenin rolü sınırlıdır, sürü tespiti kullanılırsa ve görevleri yerine getirmek için bir grup insansız tekne kullanılırsa, etkisi büyük olacaktır.
Örneğin denizimizdeki köpekbalıkları, havadaki arılar, yerdeki kurtlar. Bireysel yetenekleri sınırlıdır, ancak grubun rolü çok büyüktür.
Bu, yapay zeka ve sürü zekası meselesini içerir.
Örneğin, bir grup insansız tekne, tıpkı bizim basketbol oynadığımız gibi rakibin insansız teknesine saldırdığında, bire bir, rakibin yeteneğinin kendisinden daha iyi olduğunu hissederse, o zaman başka bir takım arkadaşı, yan taraftan savunmaya yardımcı olacaktır. Takım arkadaşları yeterli değil, bu yüzden gelin ve çift takım olun ve dövüşten sonra diğer hedeflerle başa çıkmak için dağılacaklar.
Aynı şey insansız tekneler için de geçerli, üç insansız tekneyi aynı anda kontrol etmek için bir bulut teknolojisi de kullanabiliriz. Bu, grup zekasını ve oyun teorisini içerir.
Çünkü insansız tekne aslında insansız hava, gökyüzü, yeryüzü ve deniz sisteminin tipik bir temsilcisidir. Ekibim ve ben kendimizi sürücüsüz sistemlerin geliştirilmesine adamak istiyoruz, bu tüm ekibimizin hayali.
Oluşturuldu: En yaratıcı fikirleri keşfetmek için tiyatro tarzı çevrimdışı konuşma platformu
