كيف يتم استخدام الذكاء الاصطناعي في طائرات الدرونز؟

AI بالعربي – خاص

على مدى العامين أو الثلاثة أعوام الماضية، كان الذكاء الاصطناعي عاملًا في تغيير قواعد اللعبة في صناعة الطائرات بدون طيار يمكن استخدام الذكاء الاصطناعي لتنفيذ خطط الطيران الآمن بشكل مستقل والتنبؤ باحتياجات صيانة الطائرات بدون طيار وحماية الطائرات بدون طيار من هجمات الأمن السيبراني.

مكن أيضًا استخدام الذكاء الاصطناعي لاكتشاف وتتبع الأشياء ذات الأهمية في الوقت الفعلي من خلال رؤية الكمبيوتر Computer Vision تفتح هذه التكنولوجيا القوية الباب أمام حالات استخدام طائرات بدون طيار جديدة لم يكن من الممكن تصورها في السابق.

الطائرة بدون طيار هي ببساطة روبوت طائر يمكن التحكم فيها عن بعد أو الطيران بشكل مستقل من خلال خطط الطيران التي يتم التحكم فيها بالبرمجيات في أنظمتها المدمجة، وتعمل جنبًا إلى جنب مع أجهزة الاستشعار ونظام تحديد المواقع على متن الطائرة.

أنواع الطائرات بدون طيار

من أجل العمل مع الطائرات بدون طيار لمختلف مشاريع (التعلم الآلي)، تحتاج إلى معرفة الأنواع المتوفرة في سياق هذه المقالة، سيكون تصنيف الطائرات بدون طيار على أساس المنصات الجوية التي يمكن تقسيمها إلى 5 فئات وهي:

الطائرات بدون طيار متعددة الدوارات:

هذه هي أكثر أنواع الطائرات بدون طيار شيوعًا التي تطير إلى هناك ومن ثم أرخصها الاسم مشتق من الدوارات الكهربائية العديدة في بنائها الهيكلي.

بعض الفئات الفرعية من هذه الفئة تشمل Tricopter (3 دوارات)، وQuadcopter (4 دوارات)، وHexacopter (6 دوارات)، وOctocopter (8 دوارات)، لا يمكن استخدام هذا النوع من الطائرات بدون طيار في المشاريع الكبيرة بسبب وقت الطيران المحدود والقدرة على التحمل والسرعة.

الدرونز ثابتة الجناحين

تم تصميم هذه الفئة من الدرونز من إلهام الطائرات تمتلك أجنحة ثابتة ولها تسلسل طيران وهبوط متطابق لديهم وقت طيران أطول لأنهم عادة ما يستخدمون تيارالهواء للبقاء واقفة على قدميها عيب هذه الفئة من الطائرات بدون طيار هو ارتفاع التكاليف والتدريب المطلوب في الطيران.

الطائرات بدون طيار ذات الرفع الكهربائي

تتميز هذه الطائرات بدون طيار بتصميم هجين لكل من الطرز ذات الأجنحة الثابتة والدوارة يمكن لهذا النوع من الطائرات بدون طيار الإقلاع والهبوط عموديًا والانتقال أيضًا إلى رحلات التوجيه تساعد الجيروسكوبات ومقاييس التسارع على الاستقرار أثناء الطيران.

المنطاد

تم تصميم هذا النوع من الطائرات بدون طيار ليكون “أخف من الهواء” – مملوء بغاز طافي (مثل الهيليوم أو الهيدروجين) وعادة ما يتم تشغيله بواسطة المحرك.

مكونات الدرونز

هذه المكونات على طائرة بدون طيار متعددة الدوار قابلة للبرمجة تسمى Tello RYZE تم تصنيع طائرة Tello بدون طيار بواسطة تقنية Shenzhen Ryze إنه يشتمل على تقنية التحكم في الطيران DJI ومعالجات Intel يدعم Tello RYZE البرمجة النصية السريعة والمتقدمة باستخدام لغة Python.

تتميز طائرة الدرونز من نوع Trello بببنية بسيطة لأنها تستخدم مجموعة تطوير البرامج (SDK) للتفاعل مع الطائرة بدون طيار تقوم SDK بإجراء اتصال بالطائرة بدون طيار عبر منفذ Wi-Fi UDP، مما يسمح للمستخدمين بالتحكم في الطائرة بدون طيار باستخدام البرامج النصية أو الأوامر النصية.

سير العمل ثنائي الاتجاه لأنه يسمح بإرسال تعليمات SDK إلى الطائرة ويتلقي المعلومات منها يتم استخدام Wi-Fi لإنشاء اتصال بين الطائرة والكمبيوتر الشخصي أو الجهاز اللوحي أو الهاتف الذكي، وبعد ذلك، يمكن إرسال الأوامر وتلقي المعلومات عبر عنوان ip للطائرة المنفذ: 8889.

كيف تعمل تقنية الطائرات بدون طيار؟

تم تصميم الدرونز بمجموعة متنوعة مدمجة مع البرمجة المحوسبة واستخدام التكنولوجيا مثل أنظمة الدفع والملاحة، ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، وأجهزة الاستشعار والكاميرات، وأجهزة التحكم القابلة للبرمجة، فضلًا عن معدات الرحلات الجوية الآلية.

تستخدم الدرونز لالتقاط البيانات بالكاميرا وأجهزة الاستشعار ويتم تحليلها لاحقًا لاستخراج معلومات لاستخدامها لغرض معين تُعرف هذه العملية باسم رؤية الكمبيوتر وتتعلق بالاستخراج والتحليل والفهم التلقائي للمعلومات من خلال صورة واحدة أو أكثر تتم معالجتها من خلال تقنية رؤية الكمبيوتر.

طائرة بدون طيار تكتشف كائنًا من خلال رؤية الكمبيوتر والتعلم الآلي Machine Learning العميق في اكتشاف الكائنات

تُحدث رؤية الكمبيوتر المدعومة الآن بالتعلم الآلي وخوارزميات التعلم العميق تغييرًا جذريًا في صناعة الطائرات بدون طيار يساعد الخوارزميات على التعلم من الصور الملتقطة لكائنات مختلفة تأتي أثناء استخدام الطائرات بدون طيار لأغراض مختلفة يتم وضع تعليقات توضيحية على الأشياء لجعلها قابلة للتعرف عليها من خلال رؤية الكمبيوتر ويتم تصنيف مجموعة متنوعة من الكيانات للتأكد من أن الطائرة بدون طيار يمكنها اكتشاف وتحديد اتجاهها والتحكم فيها لتطير بأمان وتجنب العقبات في المسار.

تطبيقات الرؤية الحاسوبية في الطائرات بدون طيار:

تتبع الكائنات

التنقل الذاتي

تقنيات كشف العوائق وتجنب الاصطدام

تساعد رؤية الكمبيوتر في الطائرات بدون طيار على تتبع الأشياء أثناء العمل من أجل التنقل الذاتي واكتشاف العوائق لتجنب الاصطدام من مثل هذه الكائنات.

بينما تلتقط طائرة بدون طيار لتتبع الكائنات البيانات في الوقت الفعلي أثناء الرحلة، وتعالجها بنظام استخبارات على متن الطائرة في الوقت الفعلي، وتتخذ قرارًا مستقلًا عن الإنسان بناءً على البيانات المعالجة، بينما من ناحية أخرى في الطائرات بدون طيار ذاتية الملاحة، تحصل على إحداثيات GPS محددة مسبقًا حول نقاط المغادرة والوجهة، مع القدرة على العثور على الطريقة المثلى والوصول إلى هناك دون التحكم اليدوي بفضل التطورات في رؤية الكمبيوتر المدعومة بالذكاء الاصطناعي.

وبالمثل فإن نظام تحديد المواقع (GPS) لا يكفي لحل مشكلة تجنب الاصطدام تصطدم الطائرات بدون طيار أو الأجسام الطائرة المستقلة بالأشجار والمباني والأعمدة الشاهقة والطائرات بدون طيار وأنواع مختلفة ومتنوعة مماثلة من الأجسام غير المحدودة التي ترقد أو تقف في البيئة الطبيعية هنا، تحتاج الطائرة بدون طيار إلى التدريب بكمية هائلة من مجموعات البيانات لجعلها تتعلم وتكتشف مجموعة متنوعة من الأشياء والعقبات، سواء كانت ثابتة أو متحركة، وتجنبها عند التحرك بسرعة عالية.

ومن الممكن عندما تكون الصورة الصحيحة تضمن الشركات تقديم بيانات مشروحة بدقة لتدريب نموذج الذكاء الاصطناعي على الطيران المستقل.

ما هي رؤية الكمبيوتر What is computer vision؟

رؤية الكمبيوتر هي أحد مجالات الذكاء الاصطناعي التي تدرب أجهزة الكمبيوتر على تحديد وتفسير وتتبع الأشياء في الصور والفيديو بالتعرف على الأنماط، يتم تدريب الكمبيوتر عن طريق تغذية نماذج بآلاف إلى ملايين الصور بأشياء مصنفة يسمح هذا للخوارزميات بإنشاء ملف تعريف (مثل اللون والشكل) لكل كائن لتحديد الكائنات في الصور غير المسماة.

بفضل التقدم في التعلم الآلي والشبكات العصبية، حققت رؤية الكمبيوتر قفزات كبيرة في السنوات الأخيرة ويمكنها في كثير من الأحيان تجاوز العين البشرية في اكتشاف أشياء معينة وتمييزها أحد العوامل الدافعة وراء هذا النمو هو كمية البيانات التي ننتجها والتي يمكن استخدامها لتدريب نماذج رؤية الكمبيوتر بشكل أكثر دقة.

الرؤية الحاسوبية في الطائرات بدون طيار: كيف تعمل How Does It Work؟

تستخدم الطائرات بدون طيار تقنية الرؤية الحاسوبية للطيران على طول طريق معين مع تجنب العقبات تستفيد الطائرات بدون طيار من أنظمة الدفع والملاحة وأجهزة الاستشعار والكاميرات وتقنية GPS لاستهداف وجهتها.

تلعب رؤية الكمبيوتر دورًا مهمًا في تقنية الطائرات بدون طيار من خلال تمكين اكتشاف الكائنات وتصنيفها وتتبعها أثناء تحليق الطائرة بدون طيار، بدون رؤية الكمبيوتر لن تتمكن الطائرة بدون طيار من تفسير محيطها والتفاعل معها، بما في ذلك المباني والأشجار والتضاريس المتنوعة.

يتم استخدام معالجة صور عالية الأداء على متن الطائرة وشبكة عصبية للطائرات بدون طيار لاكتشاف الأشياء وتصنيفها وتتبعها أثناء الطيران في الهواء.

تساعد الشبكة العصبية في الطائرات بدون طيار على اكتشاف الأنواع المختلفة من الكائنات مثل المركبات والتلال والمباني والأشجار والأشياء الموجودة على سطح الماء أو بالقرب منه، بالإضافة إلى التضاريس المتنوعة تساعد رؤية الكمبيوتر أيضًا في اكتشاف الكائنات الحية مثل البشر والحيتان والحيوانات الأرضية والثدييات البحرية الأخرى بمستوى عالٍ من الدقة.

حالات استخدام الطائرات بدون طيار التجارية التي تدعم الذكاء الاصطناعي

يعتمد عدد من الصناعات الآن على الطائرات بدون طيار لإنجاز المزيد في فترة زمنية أقصر دعونا نلقي نظرة على بعض الأمثلة للطائرات التجارية بدون طيار في العمل.

الزراعة الذكية Smart farming

يستخدم المزارعون الآن طائرات بدون طيار لمراقبة ظروف المحاصيل من أعلى، مما يتيح لهم اتخاذ قرارات أفضل فيما يتعلق بالزراعة والتسميد والحصاد.

الجيش Military

تم نشر الطائرات بدون طيار من قبل وزارات الدفاع في جميع أنحاء العالم للقيام بدوريات على الحدود، وتتبع العواصف، وتوصيل الإمدادات، وإجراء عمليات التفتيش على السلامة.

الصور المستخدمة للتدريب الطائرات بدون طيار هل تعمل في مشروع رؤية الكمبيوتر؟

إذا كنت مهتمًا بتكنولوجيا الطائرات بدون طيار فإن تحسين التعليقات التوضيحية لبياناتك للتصوير الجوي هو أحد أفضل الطرق لزيادة الدقة والأداء إذًا كيف يعمل التعليق التوضيحي للصور لتدريب الطائرات بدون طيار؟

لقد قمنا بإدراج تقنيات التعليق التوضيحي للصور الأكثر شيوعًا لتحسين الدقة في الطائرات بدون طيار.