德國科研團隊開發 AI 無人機及機器人 迅速檢測放射性廢料

德國科學家發展了一種人工智能驅動的自動無人機和機器人,能在危險環境中檢測放射性廢物,這些環境人類無法安全進入或根本無法進入。這項創新的項目由弗勞恩霍夫通訊、信息處理與人體工學研究所(Fraunhofer Institute for Communication, Information Processing and Ergonomics, FKIE)的研究人員負責。科學家們將無人駕駛航空系統(UAS)和無人駕駛地面車輛(UGV)與先進的傳感器融合、自動化技術和概率搜索算法相結合,旨在顯著縮短在緊急情況下尋找放射性、化學或生物危險物質所需的時間。

這項技術演示器能夠在幾英尺內定位放射源。現場測試顯示出令人鼓舞的結果。該研究得到德國聯邦國防軍研究所(Bundeswehr Research Institute for Protective Technologies and CBRN Protection, WIS)的支持,由弗勞恩霍夫 FKIE 的傳感器數據與信息融合部門主導。根據研究團隊的說法,2023 年一個長約八毫米的放射性銫-137 膠囊在從澳大利亞的珀斯運輸到 Rio Tinto 體育場的過程中,從卡車上掉落。當時,官方在長達 869 英里(約 1,400 公里)的高速公路上啟動了大規模的搜索行動。專業團隊以約 43 英里每小時(約 70 公里每小時)的速度潛水,使用輻射檢測設備掃描路邊。這個銫膠囊在澳大利亞的尋找,經過數天的手持檢測器搜索才終於找到。弗勞恩霍夫 FKIE 的研究人員 Claudia Bender 强調,我們的 UAS 能更快速地找到這個放射性膠囊。

首個技術演示器已成功測試,能夠在短短幾分鐘內精確檢測放射源,誤差範圍僅在幾米之內。團隊表示,這項技術的檢測過程高度自動化,包括探索階段和搜索階段。在探索階段中,無人機按照預定的飛行模式持續測量背景輻射。如果系統檢測到異常,便會切換至目標搜索模式。在此階段,無人機根據實時傳感器數據和先前收集的信息動態調整飛行路徑。

一旦操作員啟動無人機,無人機最初會按照固定的飛行模式進行飛行。隨著足夠的傳感器數據收集,系統將轉換為適應性搜索模式,利用累積的信息獨立計算可能的放射源位置。系統依賴於隨機算法,估算放射性源的位置概率。隨著無人機收集數據,它會自主生成航點,直到找到最有可能的位置。系統還使用空間熱圖實時繪製輻射強度,並提供概率圖,標示出含有危險物質的高概率區域。無人機配備了伽瑪探測器及其他檢測傳感器,並支持電光和紅外攝像頭,以及用於數據處理的 Intel NUC 電腦、慣性測量單元(IMU)和 LTE 通訊模塊,實時監控地面數據。攝像頭展示無人機所見的實時影像,能檢測包括人員、建築物和車輛在內的物體,並可在地圖上以地理編碼顯示。

同時,弗勞恩霍夫 FKIE 的認知移動系統部門正在開發無人駕駛地面機器人,以便在空中偵察後仍然過於危險的環境中操作。這些機器人融合了 CBRNE 傳感器、自主導航和地理數據處理技術,確認威脅、繪製危險區域並支持救援行動。其中一個原型具有點擊抓取系統,允許操作員直接從實時視頻中選擇物體。它的機器手臂能夠自動拾取、分析並固定放射性物質,還可以執行如開車門等複雜操作。額外研究還在探索 3D 可視化和直觀控制,讓機器人能夠模仿人類手臂的動作。研究人員在新聞稿中提到,我們稱這個新支援功能為「夾克控制」,這也使得未經專業訓練的緊急人員能夠直觀地控制機器人。


Henderson
Henderson 主要擔任「炒稿記者」的職責,以翻譯最新科技,手機 電動車等消息為每天的工作。