Massachusetts'teki Worcester Politeknik Enstitüsü'ndeki (WPI) araştırmacılar, kuşların ve yarasaların karmaşık ortamlarda gezinme biçiminden ilham alarak küçük hava robotları için ses tabanlı navigasyon geliştiriyor. Proje, geleneksel kameraların ve ışık sensörlerinin başarısız olduğu duman, toz ve karanlıkta dronların çalışmasını sağlayarak arama, kurtarma ve tehlikeli ortam görevleri için dayanıklı robotik algıyı geliştirmeyi amaçlıyor.
WPI'daki baş araştırmacı Profesör Nitin Sanket, bu çalışmayı finanse edecek olan Ulusal Bilim Vakfı (NSF) Temel Robotik Araştırmaları hibesini aldı. Eylül 2025'te başlayacak olan üç yıllık proje 704.908 ABD doları tutarında. Sanket, yaptığı açıklamada, projeye bağımsız olarak devam etme kararlılığında olduğunu ve bu hibe ile biyolojik olarak ilham alan robot algısının sınırlarını ileriye taşımak için yeniden enerji dolu hissettiğini belirtti.
IŞIK TABANLI SINIRLAMALAR
On yıldan fazla bir süredir WPI'daki araştırmalar, insanların görmeye nasıl güvendiğini taklit eden hava robotları için görüşe dayalı özerkliğe odaklanmıştı. Ancak sis, duman veya tam karanlık gibi zorlu koşullarda, ışık tabanlı sensörler etkinliğini kaybediyor. Bu sınırlamaların üstesinden gelmek için ekip, yarasaların çevrelerini algılamak için ultrasonik ses dalgalarını nasıl kullandıklarından yararlanarak biyolojik olarak ilham alan ekolokasyon üzerinde çalışıyor.
Projenin amacı, görsel ipuçları yerine ses kullanarak bağımsız bir şekilde hareket edebilen 100 milimetreden küçük ve 100 gramdan hafif küçük hava robotları geliştirmek.
GÜRÜLTÜYÜ AZALTMA
Araştırmacılar, ses girişimini en aza indiren özel olarak tasarlanmış metamalzemeler kullanarak gürültülü pervaneler ve sınırlı ultrason çözünürlüğü zorluğunun üstesinden geliyor. Malzeme geometrisini değiştirerek, bu yapılar ses dalgalarının nasıl yansıdığını kontrol ediyor; bu durum köpüğün gürültüyü emmesine benzer bir işlev görüyor.
İnsanların kulaklarını nasıl kavradıklarından veya yarasaların kulak şekillerini nasıl ayarladıklarından ilham alan ekip, navigasyon için düşük güçlü sesi daha iyi yakalayıp yayan sistemler geliştiriyor. Ayrıca, akustik paraziti azaltmak için çırpınan kanat mekanizmaları da dahil olmak üzere alternatif tahrik yöntemlerini araştırıyorlar.
FELAKET BÖLGELERİ İÇİN
Sanket, bu çalışmanın, afet bölgeleri veya dumanlı alanlar gibi zorlu ortamlarda robotların hızla konuşlandırılmasını sağlayacağını ve uygun maliyetli, ölçeklenebilir ve konuşlandırılabilir bir şekilde koruma, önleme ve muhafazayı destekleyen araçlar oluşturmakla ilgili olduğunu belirtti.
Yazılım cephesinde ekip, otonom hava navigasyonu için ultrasonik sinyalleri işleyip yorumlamak üzere fizik tabanlı derin öğrenmeyi kullanıyor. Sinir ağları, tüm hesaplamaların harici bir altyapı olmadan doğrudan drone üzerinde gerçekleşmesini sağlayacak şekilde yerleşik performans için optimize edilmiş durumda.
Gelecekteki versiyonlar, hayatta kalanların kalp atışlarını tespit etmek için ultrasonografinin kullanılmasını mümkün kılarak arama kurtarma operasyonlarını iyileştirebilir. Ekip, bu sistemlerin laboratuvar testlerinden saha uygulamalarına üç ila beş yıl içinde geçeceğini öngörüyor.
