„3D Mapping Challenge/UAS 5.0 je jednou ze série soutěží First Responder UAS Challenges, které pořádá Národní institut pro standardy a technologie (NIST) Spojených států amerických. Tyto soutěže podporují rozvoj technologií pro pátrací operace amerických záchranářů. Pro nás je to skvělá příležitost, jak uplatnit naše zkušenosti v oblasti vývoje prototypů vzdušných robotů pro záchranářské operace a otestovat je v těžké konkurenci,” vysvětlil doc. Martin Saska, vedoucí Skupiny multirobotických systémů na FEL ČVUT.
V Kansasu soutěžící týmy poprvé předvedou své prototypy dronů naživo, v předchozích dvou kolech porota vyhodnocovala pouze videa soutěžních autonomních robotů řešících zadaný úkol. Skupina vývojářů působících na katedře kybernetiky FEL ČVUT v 3D Mapping Challenge/UAS 5.0 spolupracuje s University of Virginia. Podle pravidel soutěže soutěžící týmy musí mít alespoň jednoho člena ze Spojených států a pražský tým zde mohl navázat na předchozí spolupráci s americkou univerzitou. „Podle dostupných informací jsme jediný výzkumný tým mimo USA, který do finále postoupil,” uvedl doc. Martin Saska. Jeho tým již také za postup do finále získal 15 000 dolarů. V Kansasu se ale bude bojovat o mnohem více, než jsou vysoké finanční prémie: vítězové získají možnost zapojit se do akceleračního programu pro další výzkum a zavedení prototypů do výroby.
Jak má vypadat ideální dron pro záchranáře
Hasiči potřebují při vyšetřování nehod a přípravě na záchranné akce shromažďovat vizuální a lokalizační údaje o konstrukčně narušeném objektu a osobách v objektu, aniž by do něj museli vstoupit. V této situaci je nezbytné mít k dispozici data v reálném čase (více než jen živý videopřenos), aby bylo možné získat přehled o situaci a naplánovat nasazení kritických zdrojů k dosažení cílů mise.
Velitelé zásahu operující v tomto scénáři musí stanovit priority kritických zdrojů a učinit rozhodnutí pro včasnou reakci. Kromě přesné lokalizace osob v objektu by 3D mapa v reálném čase mohla pomoci identifikovat překážky a další nebezpečné situace v okolí osob, které by byly důležité pro plánování vstupních a výstupních tras. Mezi nebezpečí, která je nutné identifikovat, patří kouř, jedovaté plyny, žár a částečně zřícená konstrukce. Všechny tyto obtíže představují problémy nejen pro lidi, ale i pro vyvíjené robotické řešení, které se navíc potýká s omezeným nebo žádným osvětlením a nefunkční lokalizační infrastrukturou, jako je GPS.
Z těchto specifikací vycházeli i vývojáři z Fakulty elektrotechnické při vývoji svého prototypu. Na chodbě budovy FEL ČVUT na Karlově náměstí vznikla maketa prostoru o velikosti 10 metrů čtverečních, ve které dron dosud na dálku soutěžil. „Cílem je záchranářům zprostředkovat celou mapu prostředí tak, aby viděli všechno, co se v tom prostředí nachází. V 3D Mapping Challenge poprvé pro kompletní orientaci dronu v prostředí využijeme kamery místo lidaru. Rozhodli jsme se pro kamery ze dvou důvodů. Chtěli jsme minimalizovat velikost a hmotnost dronu, aby mohl proletět i úzkými prostory. Kamery jsou také ve srovnání s lidary řádově levnější, což nahrává požadavkům na cenovou dostupnost řešení,“ vysvětluje student doktorského studia Ing. Matěj Petrlík ze Skupiny multirobotických systémů.
Potřebám záchranářů vychází vstříc i další prvek prototypu z FEL ČVUT, který bude pro zvýšení bezpečnosti opatřen ochranou vrtulí. „Kdyby dron do něčeho narazil, jeho vrtule se nepoškodí, současně budou chráněny i osoby před zraněním,” dodává Matěj Petrlík.
Vývojáři z MRS FEL ČVUT v Praze mohou nabídnout jeden z nejpokročilejších softwarů pro plně autonomní létání. Jejich drony tak nevyžadují, aby je řídili záchranáři, ti mohou robotům jednoduše v mapě udílet pokyny, na jaké místo mají letět a co tam dělat. Matěj Petrlík shrnuje svou zkušenost z předchozích soutěží, že je to právě software, který rozhoduje o vítězném umístění.
Ilustrace najdete zde. Zdroj: Petr Neugebauer, FEL ČVUT
Odkazy na videa MRS – mapování neznámého prostředí a přesná lokalizace objektu v něm: