Учёные из Германии представили технологию, которая может заметно изменить подход к ликвидации радиационных и химико-биологических угроз. Речь идёт об автоматизированных дронах и наземных роботах с искусственным интеллектом, способных искать радиоактивные источники в местах, куда человеку либо опасно, либо вовсе невозможно попасть.
Проект разрабатывается в Институте Фраунгофера по коммуникациям, обработке информации и эргономике (Fraunhofer FKIE) при поддержке Исследовательского института Бундесвера по защитным технологиям и CBRN-защите (WIS). Цель проста и амбициозна одновременно: резко сократить время, необходимое для обнаружения радиоактивных, химических и биологических угроз во время чрезвычайных ситуаций.
Зачем это нужно?
История, произошедшая в Австралии в 2023 году, хорошо иллюстрирует проблему. Во время перевозки между Пертом и шахтой компании Rio Tinto в регионе Пилбара с грузовика выпала крошечная капсула с цезием-137 — всего восемь миллиметров в длину. Тем не менее поиски заняли несколько дней: специалисты обследовали почти 1400 километров трассы, двигаясь со скоростью около 70 км/ч и проверяя обочины ручными детекторами.
«Эту капсулу удалось найти только после дней интенсивных поисков, — отмечает исследователь Fraunhofer FKIE Клаудия Бендер. — Наши беспилотники смогли бы обнаружить источник радиации гораздо быстрее».
И это не преувеличение: первый демонстратор технологии уже показал, что способен локализовать радиоактивный источник с точностью до нескольких метров всего за считаные минуты.
Как работает технология
Поиск построен как двухэтапный процесс и почти полностью автоматизирован.
На первом этапе — разведочном — беспилотник летит по заранее заданному маршруту, постоянно измеряя уровень фонового излучения. Это позволяет создать базовую картину радиационной обстановки.
Если система фиксирует отклонения от нормы, она переходит ко второму этапу — целенаправленному поиску. Здесь дрон уже не просто следует маршруту, а динамически корректирует траекторию полёта, опираясь на данные датчиков в реальном времени и информацию, собранную ранее.
Иными словами, сначала дрон «осматривается», а затем начинает действовать как опытный сыщик, шаг за шагом сужая зону поиска.
В основе системы лежат стохастические, то есть вероятностные, алгоритмы. Они непрерывно оценивают, где с наибольшей вероятностью находится источник радиации, и автоматически генерируют новые точки маршрута. По мере накопления данных алгоритм сходится к наиболее вероятному положению опасного объекта.
Результат визуализируется в виде тепловых карт интенсивности излучения и карт вероятностей, на которых наглядно показаны наиболее «подозрительные» зоны. Это позволяет операторам быстро понять ситуацию, не погружаясь в сырые данные.
Чем оснащён беспилотник
На борту дрона установлен гамма-детектор, а также набор вспомогательных сенсоров. Их работу поддерживают электрооптические и инфракрасные камеры, компактный компьютер Intel NUC для обработки данных, инерциальный измерительный модуль (IMU) и LTE-модуль связи для передачи информации на землю.
Камеры передают живое изображение и распознают объекты — людей, здания, транспорт — с привязкой к карте. IMU, в свою очередь, точно фиксирует положение и движение дрона в трёхмерном пространстве. Всё это вместе превращает беспилотник в автономную платформу радиационной разведки.
Роботы, которые идут дальше дронов
Воздушная разведка — лишь часть системы. Параллельно в Fraunhofer FKIE разрабатывают наземных роботов, предназначенных для работы в зонах, которые остаются опасными даже после облёта дронами. Эти машины оснащаются CBRNE-сенсорами, автономной навигацией и средствами обработки геоданных. Их задачи — подтвердить наличие угрозы, детально промаркировать опасные участки и помочь в ликвидации последствий.
Один из прототипов получил систему «click and grasp»: оператор может просто указать на объект в видеопотоке, а роботизированная рука сама выполнит захват. Манипулятор способен не только поднять и зафиксировать радиоактивный предмет, но и выполнять сложные действия — например, открывать двери автомобилей.
Интуитивное управление для спасателей
Отдельное направление исследований — интуитивные интерфейсы управления и трёхмерная визуализация. Учёные работают над системой, позволяющей роботу зеркально повторять движения человеческой руки. Эту концепцию они называют «jacket control».
Идея в том, чтобы даже спасатели без узкоспециализированной подготовки могли управлять сложной робототехникой буквально «по наитию». В условиях чрезвычайных ситуаций это может сэкономить драгоценное время — а иногда и спасти жизни.
Комбинация ИИ, беспилотников и наземных роботов постепенно превращается из экспериментальной идеи в практический инструмент. Если технология дойдёт до широкого применения, поиск радиоактивных источников перестанет быть затяжным и опасным квестом для людей. Вместо этого на передний край выйдут машины — быстрые, точные и неуязвимые для невидимой угрозы.
