İnsansız Hava Araçları ve Yapay Zeka Ötesinde: İnsani Mayın Temizleme Geleceğini Yeniden Düşünmek

2014 yılından beri insansız hava araçları ile çalışıyorum, ancak Ukrayna’da savaşın patlak vermesi kariyerimde bir dönüm noktası oldu. 2022 yılından bu yana, insansız hava araçlarının insani mayın temizleme işlemlerini otomasyona nasıl katkıda bulunabileceğini, hangi yeteneklere ihtiyaç duyduklarını ve teknolojinin bu çabaları daha güvenli ve verimli hale getirmek için nasıl kullanılabileceğini keşfetmeye odaklandım. Bu çalışmanın bir parçası olarak, Cenevre Uluslararası İnsani Mayın Temizleme Merkezi (GICHD)’ni yakından takip ediyorum, onların etkinliklerine katılıyorum ve uzmanlarıyla düzenli olarak etkileşim halindeyim.

İnsansız hava araçlarına dayalı çözümler ve yapay zeka ile birlikte düşünüldüğünde, bunlar aslında insani mayın temizleme sürecinin teknik olmayan araştırma (NTS) aşamasında yararlıdır. Bu, insansız hava araçlarının büyük alanları taraması ve veri toplaması anlamına gelir. Daha sonra, bir makine öğrenimi modeli bu verileri analiz ederek可能 olarak mayın içerdiği bölgeleri işaretler. Ancak mayınların tam olarak nerede olduğunu değil.

Teknik araştırma (TS), kirletilmiş alanları onaylayan ve haritalayan, hala metal dedektörleri, eğitimli köpekler ve mekanik mayın temizleme makineleri ile personelin bağlı olduğu bir süreçtir. Bunlar mayınlanmış alana girerek tehlikelerin tam olarak nerede olduğunu belirlemek için kullanılır.

Süreç hala uzun, riskli ve pahalı:

• 2023 yılında, üç ülkede mayın temizleyiciler arasında 15 kişi yaralandı
• Şu anki hızda, tüm ERW’lerin temizlenmesi 100 yıldan fazla sürecektir
• Tek bir kara mayınının removal maliyeti üretiminin 50 ila 100 katıdır

Mayınlar da sivillere karşı tehdit olmaya devam ediyor – 2023 yılında en az 5,757 mayın/ERW vakası oldu.

Bu yazıda, neden mevcut insansız hava araçlarına dayalı çözümlerin teknik araştırma (şu an en pahalı ve zaman alıcı aşama) için çalışmadığından bahsedeceğim ve bu sorunun çözümü için en iyi yolu paylaşıyorum.

Toprak veya bitki örtüsü altında mayınları tespit etmek neredeyse imkansız

Standart optik veya termal kameralara sahip insansız hava araçları genellikle tek bir aşağı bakan açıyla görüntüler yakalar. Bu yaklaşım yüzeydeki anormallikleri tespit etmek için iyi çalışır, ancak gömülü veya gizli mayınları tespit edemez. Bu nedenle, insansız hava araçları genellikle insani mayın temizleme işlemlerinde teknik olmayan araştırmalar için kullanılır.

Ön saflardaki çözümlerden biri olan Safe Pro AI, ağaçlar ve çalılar bulunan bölgelerde yalnızca %5’lik bir tespit oranına sahip olduğunu rapor etmektedir.

Ukrayna’da çoğu mayın yerin üzerinde dağılmışken, gömülü değil, durum çok farklıdır (örneğin) Kamboçya için:

• 1970’ler-90’lar arasındaki çatışmaların ardından 4-6 milyon kara mayını kaldı
• 1979’dan bu yana 64.000’den fazla vaka, çocukların ilk kurbanlar olduğu

Metal olmayan ve eski metal mayınlar, yüzeyde bile daha zor tespit ediliyor

Metal olmayan mayınlar, mevcut ve eski çatışma bölgelerindeki mayınların önemli bir bölümünü oluşturuyor. Bunlar, geleneksel metal dedektörleri tarafından tespit edilmekten kaçınmak için kasıtlı olarak tasarlanmışlardır.

Görünüşte, metalik olmayan mayınlar difícildir. Parlamazlar, görüntülerde öne çıkmazlar veya termal kameralarda iyi görünmezler. Metal dedektörleri ve manyetometreler ya onları kaçırır ya da çok sayıda yanlış alarm verir.

Şu anda mevcut insansız hava araçlarına dayalı tespit araçları genellikle metalik olmayan mayınları tamamen kaçırır.

Eski metal mayınlar için, korozyon görünüşlerini ve davranışlarını değiştirir, bu nedenle zemine karışır ve tespit araçlarına zayıf bir şekilde tepki verir. Şekilleri değişmiş olanlar, görüntülerde daha da zor tespit edilir.

Ve bu mayınların daha zor tespit edilmesi nedeniyle, bulunmaları ve çıkarılmaları daha uzun sürer veya gizli kalırlar ve hem mayın temizleyicileri hem de sivilleri riske atarlar.

Hava ve gündüz bağımlılığı

RGB ve çok spektral kameralara sahip insansız hava araçlarından bahsediyorsak, bunlar gündüz ışığı gerektirir. Bulutlu, düşük ışıkta veya gölgeli alanlarda (ormanlar, enkaz), görüntü kalitesi ve nesne tespiti düşer.

Termal tespit, diğer yandan, şafak veya gün batımında en iyi şekilde çalışır, zemin ve mayın sıcaklıkta farklılık gösterir. Öğle saatlerinde, güneş her şeyi eşit şekilde ısıtır, kontrastı azaltır.

Yağmur ve nemli toprak, yüzey ayrıntılarını bulanıklaştırır, toprak rengini ve sıcaklığını değiştirir ve toprak değişikliklerini veya termal anormallikleri gizleyebilir. Kar, görsel işaretleri örter ve yüzey sıcaklığını eşitleyerek mayınların tespit edilemez hale gelmesini sağlar.

İnsansız hava araçlarının yalnızca belirli zamanlarda uçurulması, mayın temizleme işlemlerinin NTS aşamasını bile önemli ölçüde yavaşlatır, özellikle de hava durumu öngörülemez alanlarda.

Teknoloji çok pahalı

7 etkilenen ülkede tahmini antipersonel mayın kirliliği alanı 100km²’yi aşmaktadır.

Ukrayna’daki testlere göre, yeni teknoloji ile mayın temizleme, maliyetleri hektar başına 3000-5000 dolardan 600-800 dolara düşürebilir, bu da kilometre kare başına 70.000 dolara karşılık gelir. Bazı alanlarda, bu maliyet, arazinin kendi fiyatını bile aşabilir.

Maliyetlerin yüksek olmasının ana nedeni, gerçek tehdit olarak ele alınan çok sayıda yanlış alarmdır. Ortalama olarak, bir ekip, yalnızca bir gerçek mayını bulmak için 50’den fazla şüpheli mayını temizler.

En çok kirletilmiş alanlar, gelişmekte olan ülkelerde bulunmaktadır. Bu ülkeler, uluslararası organizasyonlar veya hükümetlerden fon olmadan mayın temizleme işlemlerini karşılayamazlar.

Maliyetler, şirketlerin katılmasına da çok yüksektir. Mayın temizleme işlemleri ucuzladığında, şirketler, mayın kirliliği bulunan arazileri, temizlemek koşuluyla uzun süreli olarak kiralamaya hazır olabilir. Karşılığında, sembolik bir fiyat ve bazı vergi muafiyetleri elde edeceklerdir.

Çözüm?

Ekibimle birlikte, daha fazla veri toplayabilen, bitki örtüsü ve topraktan geçen ve yeterli çözünürlüğü koruyabilen yöntemleri araştırdık.

Umut vaat eden bir geliştirme yönü, Oviedo Üniversitesi’ndeki araştırmacıların projesi olabilir. Bunlar, bir İHA’ya monte edilmiş bir radar sistemi olan bir yer radarı sentetik açıklık radarı (GPR-SAR) sistemi test ediyorlar.

Gerçekçi senaryolarda yapılan uçuş validationları, bu teknolojinin aşağıdaki sorunları çözdüğünü kanıtladı:

1) Radar, mayının konumunu kesin olarak belirler, sadece mayının etkisiz hale getirilmesi veya imha edilmesi kalır.

Tüm olası radar yollarını (tamamen çok statik konfigürasyon) kullanarak, gömülü hedeflerin daha parlak ve net göründüğü yüksek çözünürlüklü görüntüler elde ettiler. Ayrıca, küçük, metalik olmayan ve sığ gömülü nesneleri gibi zor hedefleri, plastik anti-personel mayınları, ahşap basınç plakaları ve PVC boruları kesinlikte tespit edebildiler.

2) Çözüm, gündüz veya gece, çeşitli hava koşullarında ve hatta orta düzeyde bitki örtüsü altında çalışabilir.

Nasıl çalışır:

• Toprağa radar darbeleri gönderir.
• Yeraltı değişikliklerinden (örneğin plastik, metal, boşluklar) yansımalara tepki verir.
• Çoklu verici-alıcı (Tx-Rx) çiftleri ve uçuş konumlarından gelen radar sinyallerini birleştirerek santimetre düzeyinde hassasiyetle 3B alt yüzey görüntüleri oluşturur.

Çözüm hala sınırlamalara sahiptir, ancak geçmişime dayanarak, bu, şu anda en ilgili araştırma ve geliştirme yönüdür.

GPR’nin temel güçlerinden biri, topladığı veri miktarıdır. Daha fazla veri, araştırmacıların AI ile tanınma/sınıflandırma aşamasında doğruluğu iyileştirmesine olanak tanır. Bu, daha verimli bir araştırma ve temizleme çalışması sağlar ve toplam maliyetleri %50’den fazla azaltır.