飞机遭遇鸟击的情况或许并不常见,但也没有少到让机场可以不采取防范措施。然而,要让鸟类远离机场并非易事:如何控制数十只乃至数百只鸟组成的鸟群?或许可以借助无人机,让它自主选择最合适的路线来驱赶鸟群,就像这架由加州理工学院研究人员研发的无人机。
目前,机场可能会使用由人手动操控的无人机,但这类无人机成本高昂,而且受合格飞行员人数限制;机场也可能使用经过训练的猎鹰——你大概也能猜到,这种方法同样难以扩大规模。
加州理工学院的钟顺祖(Soon-Jo Chung)在2009年目睹了一场险些酿成灾难的事故后,开始关注这一领域:当时,全美航空1549号航班因遭遇鸟击险些坠毁,最终在哈德逊河上成功迫降,着陆相对安全。
他在加州理工学院的一则新闻稿中说:“这让我想到,下次可能就不会有这么好的结局了。因此,我开始研究如何利用自己在自主系统和机器人领域的研究,保护空域免受鸟类侵扰。”
无人机看起来是显而易见的解决方案——把它送上空中,就能把那些鹅赶走。但要预测鸟群的行为并可靠地加以影响,并非易事。
钟说:“无人机的位置必须安排得非常谨慎。如果距离太远,就无法驱动鸟群移动;如果距离太近,又可能导致鸟群四散,让它们完全失控。”
研究团队考察了有关动物群体如何移动以及彼此如何影响的模型,并据此建立了自己的模型,描述鸟类受到威胁时的移动方式。根据这一模型,可以推导出无人机应当采取的飞行路线,使鸟群朝预定方向避让,同时又不会惊慌失措、四散飞逃。
有了这款新软件后,研究人员将无人机部署在多个区域,并指示它们阻止鸟类进入指定的保护区。如下方所示(摘自这段视频),这种方法似乎奏效了:
当然,还需要开展更多实验来调整模型,使系统达到可靠状态,并能适应不同规模的鸟群、不同的鸟类飞行速度等。不过,不难想象,这种系统将成为管控空域的标准配置:十几架配备精密雷达数据的无人机,就能保护相当大的一片区域。
研究团队的成果发表于《IEEE机器人学汇刊》。



