Amerika hledá ideální dron pro hasiče, ve finále soutěže je i pražská univerzita

„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 Saska.

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,” řekl 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,“ vysvětlil student doktorského studia 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 podle něj 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. Podle Petrlíka je to právě software, který rozhoduje o vítězném umístění.