علماء يدربون الطائرات المسيّرة على رصد صرخات الاستغاثة البشرية
إذا صنع أحدهم جهازًا طائرًا قادرًا على تعقّبك والإنصات إلى صوتك، فقد يبدو ذلك مرعبًا. لكن ماذا لو وجدت نفسك تحت كومة من الأنقاض بعد كارثة طبيعية، ولم تتمكن فرق الاستجابة السريعة من العثور عليك؟ عندها لن تبدو فكرة الطائرة المسيّرة للبحث عن الناس سيئة إلى هذا الحد.
هذه الفكرة في صلب اهتمام مهندسي معهد فراونهوفر الألماني، الذين طوّروا نموذجًا أوليًا لطائرة مسيّرة مخصصة للبحث عن الأشخاص عبر رصد صرخات البشر وتحديد علامات أخرى للخطر.
عرضت إحدى المهندسات الرئيسيات، مكارينا فاريلا، تقدم هذا العمل في مؤتمر سنوي نظّمته جمعية الصوتيات الأمريكية، في يونيو 2021.
من السهل تخيّل طائرات مسيّرة تبحث عن الناس في فيلم رعب من الخيال العلمي. وتؤكد فاريلا أن هذه الأجهزة مثالية لسيناريوهات ما بعد الكوارث، مثل الزلازل والأعاصير وحرائق الغابات. فهي تستطيع التحليق فوق منطقة يصعب على رجال الإنقاذ الوصول إليها، وتحديد أماكن وجود الأشخاص المحاصرين.
«تستطيع الطائرات المسيّرة تغطية مساحة أكبر في زمن أقصر من رجال الإنقاذ أو الكلاب المدربة على الأرض. وإذا كان هناك مبنى منهار، يمكنها أن تنبّه رجال الإنقاذ وتساعدهم. ويمكنها الوصول إلى أماكن لا يستطيعون الوصول إليها بأنفسهم»
تُستخدم المركبات الجوية غير المأهولة عادةً في عمليات البحث والإنقاذ أثناء الكوارث الطبيعية. وغالبًا ما تلتقط صورًا جوية لأضرار المباني. ولدى بعض هذه الطائرات قدرات تصوير حراري لرصد حرارة أجسام البشر، ويمكن للطائرات الأكبر حجمًا نقل الأدوية وسلع أخرى إلى الناس في المناطق المعزولة.
يواصل الباحثون اكتشاف طرق جديدة لاستخدام زوج إضافي من العيون في السماء. تعرض جامعة واشنطن طائرات مسيّرة تستخدم الروائح لاكتشاف الناجين من الكارثة. وتعمل شركة Aerospace Corporation على طائرات مسيّرة قادرة على التعرّف بصريًا على الكلاب وإبلاغ فرق الإنقاذ بموقعها. وطوّرت جامعة زيورخ طائرة مسيّرة تغيّر شكلها أثناء الطيران وتتسع للدخول في شقوق ذات أشكال غير معتادة.
يواجه رصد الناس بواسطة الصوتيات الجوية صعوبات محددة. فيحتاج النظام السمعي إلى التمييز بين صرخات البشر والأصوات الشائعة في الطبيعة، مثل الرياح وأصوات الحيوانات. وقد يلزم أيضًا التعرّف على أنماط مرتبطة بضربات الأقدام والتصفيق وغيرها من الوسائل التي يحاول بها الناس لفت انتباه فرق الإنقاذ.
أخذ مهندسو معهد فراونهوفر هذه الحالات في الحسبان عند تصميم طائرتهم المسيّرة التصورية. فكانوا بحاجة أولًا إلى قاعدة بيانات للضوضاء البشرية «الاندفاعية» لتدريب الطائرة المسيّرة. فسجّلوا صرخاتهم وطرقهم وغيرها من الأصوات التي قد تدل على أن الناس وقعوا في خطر.
ثم حلّلوا كل تردد صوتي لإيجاد «بصمات» مشتركة، واستخدموها لتدريب برمجيات الذكاء الاصطناعي. وبحسب فاريلا، عملوا أيضًا على تصفية الضجيج الناتج عن مراوح الطائرات المسيّرة والأصوات المحيطة الأخرى.
ولما اكتمل الجانب البرمجي، جمع المهندسون نظامًا من ميكروفونات رقمية صغيرة الحجم لضمان تحديد زوايا «دقيقة» يصدر منها الصوت. وبحسب قولهم، فإن الميكروفونات الرقمية، كتلك الموجودة في الهواتف الذكية وأجهزة السمع، أفضل لأنها لا تتطلب معدات ضخمة كالميكروفونات التناظرية أو التقليدية.
وضع الفريق مجموعة من الميكروفونات أسفل الطائرة المسيّرة، واستخدم تقنيات معالجة الإشارات التي مكّنتها من تتبّع مصدر الضجيج البشري. كما عزّز النظام حجم الصوت ووضوح الكلام.
وحتى الآن أجروا تجارب ناجحة «في الميدان المفتوح»، ووجدوا أن الطائرة المسيّرة تحدد موقع الضحية في غضون ثوانٍ قليلة بعد التقاط الصوت. وفي مقطع فيديو توضيحي، أظهروا الطائرة المسيّرة محلّقة فوق الأرض قبل أن تستدير نحو الباحث الذي كان يصدر ضجيجًا ويستغيث من على الأرض.
نجح المهندسون بالفعل في اكتشاف الأصوات الاندفاعية وتحديد موقعها بدقة عالية جدًا رغم وجود ضجيج الطائرات المسيّرة. وهم بصدد تسجيل براءة اختراع لطريقتهم في تتبّع الأصوات باستخدام الميكروفونات. ثم يودون إضافة ميكروفون بتردد أعلى إلى الطائرة المسيّرة للحصول على إشارات صوتية أكثر.
الفكرة هي التقاط الضجيج على مسافة مئات الأمتار. وفي العالم الحقيقي، يمكن يومًا ما إرسال بيانات موقع الضحية عبر شبكة لاسلكية إلى خدمات الطوارئ. ومنذ ظهور هذا التطوير، تواصلت منظمات مختلفة مع فريق الباحثين، مهتمةً بالتعاون معهم.
يجري المعهد البحثي التجارب ويطوّر النماذج الأولية في المقام الأول. وأحيانًا يمنح تراخيص لاختراعاته لشركات تركز على منتجات غير تجارية. وقال مدير تطوير الأعمال في المؤسسة: «نحن بارعون في تطوير التقنيات وحل المشكلات التي لا توجد لها حلول بعد. لكن التجارة في الحقيقة ليست مهمتنا».
