शोधकर्ता गैस लीक का पता लगाने के लिए स्वार्म ड्रोन विकसित करते हैं

डेल्फ्ट प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने पहली बार स्वार्म ड्रोन का विकास किया है जो स्वतंत्र रूप से गैस लीक का पता लगाने और स्थानीयकरण करने में सक्षम हैं। एक इमारत या औद्योगिक स्थल में गैस लीक का पता लगाने के लिए, मानव अग्निशामक अपनी जान जोखिम में डालते हैं क्योंकि इसका पता लगाने में लंबा समय लग सकता है। ये नए ड्रोन इस क्षेत्र में महत्वपूर्ण परिणाम दे सकते हैं।

ड्रोन के लिए एआई का डिज़ाइन

शोधकर्ताओं के लिए सबसे बड़ा障 था जटिल कार्य के लिए आवश्यक कृत्रिम बुद्धिमत्ता (एआई) का डिज़ाइन करना। ड्रोन के छोटे आकार के कारण, गणना और मेमोरी भागों को उनमें紧密 रूप से फिट करने की आवश्यकता थी। शोधकर्ताओं ने जैव-प्रेरित नेविगेशन और खोज रणनीतियों पर भरोसा किया।

यह शोध अरXiv लेख सर्वर पर प्रकाशित किया गया था, और यह वर्ष के बाद आईआरओएस रोबोटिक्स सम्मेलन में प्रस्तुत किया जाएगा।

स्वायत्त गैस स्रोत स्थानीयकरण के लिए क्या आवश्यक है

स्वायत्त गैस स्रोत स्थानीयकरण का कार्य अत्यधिक जटिल है, और इसके लिए कृत्रिम गैस सेंसर की आवश्यकता होती है जो छोटी मात्रा में गैस का पता लगाने में सक्षम नहीं होते हैं। वे तेजी से गैस सांद्रता परिवर्तनों के प्रति संवेदनशील रहने के लिए भी संघर्ष करते हैं।

वास्तविक कार्य के अलावा, जटिल वातावरण भी समस्याएं पैदा करता है। इन कारणों से, पारंपरिक शोध एकल रोबोट के आसपास विकसित हुआ है जो छोटे, बाधा-मुक्त वातावरण में गैस स्रोत की खोज करते हैं।

गुइडो डी क्रून टीयू डेल्फ्ट के माइक्रो एयर व्हीकल प्रयोगशाला में पूर्ण प्रोफेसर हैं।

“हमें विश्वास है कि छोटे ड्रोन के स्वार्म स्वायत्त गैस स्रोत स्थानीयकरण के लिए एक आशाजनक दिशा है,” गुइडो डी क्रून कहते हैं। “ड्रोन का छोटा आकार उन्हें मानवों और संपत्ति के लिए बहुत सुरक्षित बनाता है, जबकि उनकी उड़ान क्षमता उन्हें तीन आयामों में स्रोत की खोज करने की अनुमति देगी। इसके अलावा, उनका छोटा आकार उन्हें संकीर्ण आंतरिक क्षेत्रों में उड़ने की अनुमति देता है। अंत में, इन ड्रोन के स्वार्म का होना उन्हें गैस स्रोत को अधिक तेजी से स्थानीयकरण करने की अनुमति देता है, जबकि गैस सांद्रता के स्थानीय अधिकतम को避 करने के लिए।”

इन गुणों के लाभों के बावजूद, वे ड्रोन में स्वायत्त गैस स्रोत स्थानीयकरण के लिए एआई को लागू करना इंजीनियरों के लिए मुश्किल बनाते हैं। ऑनबोर्ड सेंसिंग और प्रोसेसिंग के आसपास की सीमाओं के कारण, स्व-ड्राइविंग वाहनों में उपयोग किए जाने वाले एआई एल्गोरिदम लागू नहीं किए जा सकते हैं। चूंकि वे स्वार्म में काम करते हैं, ड्रोन को एक दूसरे से टकराने से बचने के लिए भी आवश्यकता होती है जबकि वे सहयोग करते हैं।

बार्ट डुइस्टरहोफ ने टीयू डेल्फ्ट में शोध किया।

“वास्तव में, प्रकृति में संसाधन सीमाओं के भीतर नेविगेशन और गंध स्रोत स्थानीयकरण के सफल उदाहरण हैं,” डुइस्टरहोफ कहते हैं। “केवल फल मक्खियों के बारे में सोचें जो अपने ~100,000 न्यूरॉन्स के छोटे मस्तिष्क के साथ आपके रसोईघर में गर्मियों में केले का पता लगाने में असफल रहते हैं। वे ऐसा करते हैं कि वे सरल व्यवहार जैसे हवा के ऊपर या हवा के लंबवत उड़ान भरने को मिलाते हैं, यह इस बात पर निर्भर करता है कि वे गंध को महसूस करते हैं या नहीं। हालांकि हम उनके व्यवहार की प्रतिलिपि बनाने में सक्षम नहीं थे क्योंकि हमारे रोबोट पर हवा सेंसर नहीं थे, हमने अपने रोबोट में समान सरल व्यवहार डाले हैं ताकि कार्य को पूरा किया जा सके।”

https://www.youtube.com/watch?v=hj_SBSpK5qg

छोटे ड्रोन एक नए “बग” एल्गोरिदम पर भरोसा करते हैं जिसे “स्निफी बग” कहा जाता है, जो ड्रोन को गैस का पता लगाने से पहले फैलाने में सक्षम बनाता है। इससे उन्हें बड़े वातावरण को कवर करने और बाधाओं या एक दूसरे से बचने की अनुमति मिलती है।

एक बार जब एक ड्रोन गैस का पता लगा लेता है, तो यह अन्य ड्रोन को सूचित करता है, जो तब गैस स्रोत को जल्द से जल्द खोजने के लिए एक दूसरे के साथ सहयोग करते हैं। अधिक विशेष रूप से, ड्रोन एक एल्गोरिदम के साथ अधिकतम गैस सांद्रता की खोज करते हैं जिसे “पार्टिकल स्वार्म ऑप्टिमाइजेशन” या पीएसओ कहा जाता है, जहां प्रत्येक ड्रोन एक कण के रूप में कार्य करता है।

एल्गोरिदम पक्षी झुंडों के सामाजिक व्यवहार और गति से प्रेरित था, जहां प्रत्येक ड्रोन अपने स्वयं के महसूस किए गए उच्चतम गैस सांद्रता स्थान, स्वार्म के उच्चतम स्थान, और इसकी वर्तमान गति और जड़ता के आधार पर चलता है। पीएसओ का एक लाभ यह है कि यह केवल गैस सांद्रता को मापने की आवश्यकता होती है, गैस सांद्रता ग्रेडिएंट या हवा की दिशा के बिना।

“यह शोध दिखाता है कि छोटे ड्रोन के स्वार्म जटिल कार्य कर सकते हैं,” गुइडो कहते हैं। “हमें आशा है कि यह काम अन्य रोबोटिक्स शोधकर्ताओं के लिए स्वायत्त उड़ान के लिए आवश्यक एआई के प्रकार पर पुनर्विचार करने के लिए प्रेरणा का स्रोत बनेगा।”