شاهد
ابتكر المهندسون طائرة بدون طيار تمويه نفسها كضباب خافت يحوم عندما تحلق.
النموذج الأولي للطائرة بدون طيار “Phantom Twist” هو روبوت تم تصميمه بعناية ويستخدم ضبابية الحركة للاختباء على مرأى من الجميع – مما يفتح حدودًا جديدة في الطيران منخفض الرؤية. ويقول العلماء إنها يمكن أن تعيد تشكيل كيفية مراقبة الطائرات بدون طيار للحياة البرية، ومسح النظم البيئية، وفحص البنية التحتية.
تحاول معظم الطائرات بدون طيار الخفية الاختفاء عن طريق تغيير مظهرها، باستخدام طلاء مموه أو مواد بلاستيكية شفافة أو حيل بصرية معقدة لثني الضوء أو تشتيته. يتخذ Phantom Twist نهجًا مختلفًا تمامًا من خلال استغلال كيفية إدراك البشر والحيوانات للحركة.
وقد أوجز العلماء الذين صنعوا الطائرة بدون طيار النتائج التي توصلوا إليها في دراسة قدمت في 16 تموز/يوليو في المؤتمر الروبوتات: العلوم والأنظمة في سيدني، أستراليا.
وقال المؤلف الأول للدراسة: “معظم الجهود المبذولة لإخفاء الطائرات بدون طيار تركز على جعلها تبدو مثل المناطق المحيطة بها”. مايكل روبنشتاين، أستاذ مشارك في الحوسبة والهندسة الميكانيكية في جامعة نورث وسترن، في أ إفادة. “بدلاً من ذلك، تساءلنا عما إذا كان بإمكاننا تصميم الطائرة بدون طيار نفسها وفقًا للطريقة التي يدرك بها البشر الحركة.”
(حقوق الصورة: مايكل روبنشتاين/جامعة نورث وسترن)
والنتيجة هي آلة تعمل كمروحة دوارة أكثر من المروحية الرباعية التقليدية. تحتوي الطائرات بدون طيار النموذجية على أربعة دوارات تدور حول جسم ثابت إلى حد كبير، بحيث يمكن لعينك أن تلتصق بالإطار حتى عندما تكون المراوح غير واضحة.
تقوم Phantom Twist بتبسيط هذه الفكرة إلى محرك واحد ومروحة واحدة. تدور المروحة في اتجاه واحد بينما يدور الجسم بأكمله بشكل عكسي في الاتجاه المعاكس مع عدم وجود أجزاء ثابتة يمكن التمسك بها بصريًا – وتدور 25 مرة في الثانية، وهو أمر سريع جدًا بحيث لا يمكن للعين البشرية حله بوضوح.
احصل على الاكتشافات الأكثر روعة في العالم والتي يتم تسليمها مباشرة إلى صندوق الوارد الخاص بك.
(حقوق الصورة: مايكل روبنشتاين/جامعة نورث وسترن)
وقال العلماء إنها أقل وضوحا بنحو 10 مرات من المروحية الرباعية التقليدية. من الناحية العملية، هذا يعني أن المراقبين لا يرون آلة طيران واضحة المعالم، بل يرون لطخة شفافة، مع مكونات قليلة مبهمة تمتزج في الضباب.
للوصول إلى هناك، قام الفريق بتعيين خوارزميات لاستكشاف آلاف التصاميم. أولاً، استخدموا نموذجًا حسابيًا لإنشاء حوالي 20 ألف تكوين لطائرة بدون طيار تلقائيًا يمكنها الطيران بثبات، على الأقل من الناحية النظرية. قام كل تكوين بخلط المحرك والمروحة والبطاريات ولوحة الدائرة وثقل الموازنة في مواقع مختلفة.
ثم تولى الذكاء الاصطناعي (AI) وأدوات التحسين المسؤولية، حيث أعادوا ترتيب تلك القطع بشكل متكرر لتقليل مدى رؤية كل تصميم من أي زاوية رؤية تقريبًا – كل ذلك مع احترام قيود الاستقرار الديناميكي الهوائي.
قام الباحثون بمحاكاة كل مرشح وهو يدور في الهواء وقاموا بتركيب الصور على أكثر من 100 خلفية مختلفة من العالم الحقيقي، من السماء إلى الأشجار إلى المباني.
ولتحديد التصميمات الأكثر تخفيًا، طبقوا نموذجًا إدراكيًا يقارب الرؤية البشرية، حيث حصلت الطائرات بدون طيار التي تمتزج بشكل أفضل مع محيطها على درجة رؤية أقل. ومن هناك، اختار الفريق 500 تصميمًا حصلوا على أقل النتائج وأعادوا تشغيل حلقة التحسين الخاصة بهم مرة أخرى، مما أدى إلى تقليل المزيد من الانخفاض في مستوى الرؤية. وعندما أصبح الفريق واثقًا من تصميم طائرة معينة بدون طيار، قاموا ببنائها.
(حقوق الصورة: مايكل روبنشتاين/جامعة نورث وسترن)
إن Phantom Twist النهائي ليس عبارة عن كتلة مدمجة من الأجهزة؛ لقد تم نشره عمدا في ثلاثة أبعاد. توضع المكونات على ارتفاعات وزوايا مختلفة، مع وجود مساحة فارغة بينها، بحيث عندما تدور الطائرة بدون طيار، لا تتداخل الأجزاء بصريًا في صورة ظلية صلبة.
هذه الهندسة مهمة بسبب الطريقة التي تعالج بها أعيننا الصور.
وقال خبير رؤية الكمبيوتر والمؤلف المشارك للدراسة: “إن العين البشرية تستغرق وقتًا لتجميع الإشارات، وهو ما يشبه تقريبًا وقت التعرض للكاميرا”. إيما ألكسندر. عندما يدور شيء ما بسرعة كافية، فإن حوافه المميزة تلتصق ببعضها البعض، ونرى ضبابية بدلاً من الشكل.
وقالوا إن الاستخدامات الأولية للطائرات بدون طيار الخفية تشمل مراقبة الطيور التي تعشش دون إخافتها، ومسح الأراضي الرطبة دون تشتيت أسراب الطيور المائية، وفحص البنية التحتية القديمة دون تغيير السلوك البشري.
في الوقت الحالي، لا يُعد Phantom Twist “شبحًا” مثاليًا. لا تزال المروحة الدوارة تولد قدرًا كبيرًا من الضوضاء، وتظل شبكة العنكبوت من الأسلاك الرفيعة وقضبان الدعم مرئية جزئيًا. قال روبنشتاين وزملاؤه في الدراسة إنهم يفكرون بالفعل في تكرارات الجيل التالي التي تستبدل مواد أكثر شفافية وأنظمة دفع أكثر هدوءًا.
مرتبط
اكتشاف المزيد من موقع مدسن medicine
اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.
