Študijné programy a akademický výskum v oblasti bezpilotných prostriedkov


Študijné programy a akademický výskum v oblasti bezpilotných prostriedkov

     V súčasnosti bezpilotné prostriedky nachádzajú svoje uplatnenie najmä vo vojenských aplikáciách, kde sú ich vo svete prevádzkovaných stovky. Tieto vojenské prostriedky môžu byť ale pilotované výlučne príslušníkmi ozbrojených síl. No senzorické vybavenie alebo kamery umiestnené na UAV-och nachádzajú svoje uplatnenie aj v civilných aplikáciách, kde môžu slúžiť napr. pri monitorovaní dopravy, mapovaní, kontrole potrubí a elektrických vedení, pri monitorovaní pohraničných oblastí, na policajné účely, pri zisťovaní rozsahu škôd po zemetraseniach alebo iných živelných katastrofách, či dokonca pri sledovaní pohybu zvierat a rýb. A hoci sa zatiaľ vzdelanie v oblasti UAV striktne nevyžaduje, už teraz je výhodou pre každého študenta, ktorý plánuje pracovať v tejto oblasti. A aj keď v súčasnosti v riadenom civilnom vzdušnom priestore nelietajú takmer žiadne bezpilotné prostriedky, predpokladá sa, že len v americkom vzdušnom priestore bude v priebehu nasledujúcich piatich rokov prevádzkovaných až 10 000 bezpilotných prostriedkov, pretože na základe požiadavky Kongresu musí Federálny letecký úrad (FAA) vypracovať postupy na integráciu UAV-ov do civilného vzdušného priestoru do roku 2015. Zároveň je predpoklad, že bezpilotné prostriedky budú ponúkať lepšie pracovné príležitosti ako klasické aerolínie. Dokonca operátori bezpilotných prostriedkov by mohli nahradiť pilotov dopravných lietadiel. Napríklad vo Veľkej Británii už prebiehajú experimenty na regionálnych letoch, ktoré sú ovládané diaľkovo, na palubách sú len "bezpečnostní piloti" a pasažieri. Súčasnú koncepciu - dvoch pilotov v kokpite - by mohla nahradiť koncepcia, pri ktorej by bol jeden pilot na palube lietadla a druhý na zemi, v ďalšej fáze by už mohli byť lietadlá diaľkovo pilotované dvoma pilotmi. To je hlavný dôvod, prečo mnohé civilné vysoké školy poskytujúce letecké študijné programy už ponúkajú kurzy týkajúce sa bezpilotných systémov a niektoré už majú vytvorené aj špecializované bakalárske a inžinierske študijné programy.

Čo zahŕňajú študijné programy týkajúce sa bezpilotných systémov

     Bezpilotné systémy (UAS) sú takou komplexnou problematikou, že študijné programy v tejto oblasti musia byť interdisciplinárne a okrem leteckého inžinierstva a strojárstva musia zahŕňať tiež elektrotechniku, mechatroniku, senzoriku a ľudský faktor. A podobne ako všetky letecké odbornosti musia aj tieto študijné programy zahŕňať základy aerodynamiky, pohonných a iných sústav lietadiel. Študenti špecializujúci sa na bezpilotné systémy sa okrem toho musia naučiť aj osobitosti bezpilotných prostriedkov, ku ktorým patrí telemetria a komunikačné systémy a najmä senzorické vybavenie, ktoré je špecifické pre každý bezpilotný prostriedok a závisí od jeho aplikačného použitia. Študenti tiež získavajú vedomosti o pozemných riadiacich staniciach, z ktorých sú UAV-y prevádzkované a študenti musia byť schopní naprogramovať úlohy pre autonómne plnenie úloh autopilotom a to vrátanie vzletu a pristátia za podmienok, keď nemajú vizuálny kontakt s prostriedkom, ktorý pilotujú. Kvôli obmedzeniam prevádzky UAV-ov v civilnom vzdušnom priestore univerzity používajú zvyčajne len malé bezpilotné prostriedky prevádzkované za vizuálneho kontaktu. Rozširuje sa však použitie simulátorov. Veľa pilotov / operátorov bezpilotných prostriedkov sa učí lietať aj na konvenčných lietadlách, na niektorých univerzitách je dokonca podmienkou vlastniť pilotný preukaz. Licencia súkromného pilota pritom stojí v USA od 50 000 do 60 000 dolárov. Samotné poplatky za štúdium na najprestížnejších súkromných školách môžu dosiahnuť v USA až 30 720 dolárov. Študijné programy na štátnych univerzitách sú podstatne nižšie, pohybujú sa v rozsahu od 7 000 do 8 000 dolárov pre domácich a v rozmedzí od 17 000 do 20 150 dolárov pre zahraničných študentov. Treba ale počítať s ďalšími výdavkami, napríklad 1 200 dolárov na výcvik na simulátoroch.

Súčasný stav - vzdelávanie

     Množstvo vysokých škôl s leteckými študijnými programami má v ponuke kurzy týkajúce sa bezpilotných systémov, no zatiaľ len niekoľko univerzít ponúka v tejto oblasti vysokoškolské vzdelávanie prvého alebo druhého stupňa. V súvislosti s týmito kurzami a študijnými programami sa ale objavuje aj niekoľko problémov, napríklad v USA môžu niektoré kurzy a programy súvisiace s bezpilotnými systémami navštevovať len študenti s americkým občianstvom.
     Univerzita v Severnej Dakote začala sa zaoberať výučbou bezpilotných prostriedkov už od roku 2009. Na všeobecný letecký bakalársky program nadväzuje inžiniersky študijný program Prevádzka bezpilotných systémov v súčasnosti má približne 120 absolventov a je určená pre tých študentov, ktorých cieľom je zamestnať sa v oblasti prevádzky bezpilotných prostriedkov. Program poskytuje široké spektrum predmetov, ktoré zaručia, že absolventi programu poznajú prevádzkové a bezpečnostné obmedzenia týkajúce sa prevádzky UAV-ov vo vzdušnom priestore a sú pripravení pracovať ako piloti / operátori alebo ako členovia výskymných a vývojových pracovísk zaoberajúcich sa UAS-mi. Jednotlivé predmety sú koncipované komplexne a založené sú na vedeckých, technologických, inžinierskych a matematických princípoch. Navyše študenti musia byť mechanicky zruční a schopní riešiť praktické úlohy. Nutnou požiadavkou štúdia je licencia obchodného pilota, prístrojová a viacmotorová kvalifikácia.
     K-State (Kansaská štátna univerzita) bola jednou z dvoch prvých univerzít v USA, ktorá ponúka bakalársky študijný program v bezpilotných systémoch. Študijný program Katedry letectva Školy leteckých vied Johna D. Odegarda používa pri výučbe praktický prístup získavania zručností bezpečnej prevádzky a riadenia UAS. Praktické letové skúsenosti získavajú študenti v Smoky Hills Weapons Range. K-State je jednou z mála univerzít oprávnených lietať s UAV-mi v americkom národnom vzdušnom priestore. Úlohou K-State v programe UASPO (Salina Unmanned Aircraft Systems Program Office) je pomoc a podpora pri bezpečnej integrácii UAS-ov do národného vzdušného systému v Kansase a okolí. Pri plnení tohto cieľa a zostavovaní prevádzkových postupov a smerníc využívajú nadobudnuté skúsenosti z prevádzky a údržby bezpilotných prostriedkov. Zároveň poskytujú výcvik pre operátorov UAS-ov pre štát Kansas, čím bude zaistená bezpečná integrácia a prevádzka UAS-ov v tejto oblasti.
     Štátna univerzita v Indiane bola tiež jednou z prvých univerzít, ktorá začala ponúkať vzdelávanie a výcvik v oblasti bezpilotných systémov. Štúdium na Katedre leteckej technológie zahŕňa základy prevádzky bezpilotných systémov, ich modelovania a riadenia, pozemné riadiace systémy, vizuálnu a elektrooptickú navigáciu, protizrážkové systémy, modulárne palubné systémy a aplikačné možnosti využitia UAV-ov. Študenti získavajú vedomosti o dôležitých predpisoch, ktoré majú vplyv na prevádzku UAS-ov a o rozdieloch v porovnaní s konvenčnými lietadlami, dôležité sú tiež vedomosti o leteckej prevádzke, bezpečnosti, technických požiadavkách a integrácii UAS-ov. Študenti dokazujú svoje zručnosti v programovaní UAS-ov, predletovej príprave, letovej prevádzke, pri vykonávaní poletovej kontroly, analýze misie a pri rozbore letu počas debriefingu.
     Najkomplexnejšie riešenie v tejto oblasti ponúka Unmanned Vehicle University. Špecializujú sa na inžinierstvo diaľkovo ovládaných (leteckých, pozemných, lodných) systémov a programový / projektový manažment. Všetky kurzy sa vyučujú online a aj v priestoroch školy. Tento interdisciplinárny študijný program pokrýva štúdium architektúry, návrhu, vývoja, modelovania a simulácií, analýzy, integrácie, testovania a manažmentu komplexných systémov a procesov diaľkovo ovládaných systémov. Štúdium pozostáva z 8 kurzov (54 kreditov) vyučovaných počas 12-týždňových kvartálov. Nevyžaduje sa žiadna záverečná práca. Na absolvovanie doktorského programu sú potrebné ďalšie 3 kurzy a doktorská práca za 18 kreditov. Vstupnou požiadavkou je bakalársky stupe v akomkoľvek odbore. Kurz systémového inžinierstva zahŕňa prípravu na certifikačnú skúšku Medzinárodného výboru systémového inžinierstva ASEP (Associate Systems Engineering Professional). Táto certifikácia je založená na rozpoznávaní individuálnych kompetencií v procese systémového inžinierstva a je v danej oblasti známa a všeobecne uznávaná. Absolventi - inžinieri bezpilotných systémov nachádzajú svoje uplatnenie na pozíciách technického manažmentu a vývoja komplexných bezpilotných systémov a sú zodpovední za plánovanie, koordinovanie a ekonomickú analýzu a za prechod od prevádzkových potrieb k technologickým požiadavkám. Svoje schopnosti využívajú na rozhodnutie, či systém bude spĺňať rozpočtové, časové a výkonnostné ciele, environmentálne požiadavky a či bude mať predpokladanú životnosť. Systémoví inžinieri sa zaoberajú všetkými činnosťami a môžu sa uchádzať o miesto v strojárenstve, konštruovaní, vývoji, integrácii a testovaní diaľkovo ovládaných systémov na miestach inžinierov, výskumných zamestnancov, systémových inžinierov a manažérov s nástupnými platmi v rozmedzí od 90 000 do 110 000 dolárov. Študenti sú zvyčajne zamestnaní ešte pred ukončením štúdia. Medzi súčasných zamestnávateľov patria najmä Textron a Compass Systems.
     Študijný program Návrh bezpilotných systémov bol vytvorený aj na Univerzite v Southamptone a poskytuje absolventom zručnosti a vedomosti potrebné na návrh bezpilotných systémov. V súčasnosti sú v ponuke dve témy: námorné a letecké prostriedky (s pevnými a rotujúcimi nosnými plochami). Tento jednoročný kurz sa zameriava na civilné a komerčné aplikácie bezpilotných systémov a v priebehu kurzu ponúka štúdium možnosť navrhnúť a skonštruovať sofistikovaný UAS, pričom študenti majú prístup k rapid protoypingu a testovacím zariadeniam určeným na overenie výsledkov ich činnosti. Dôraz kurzu je kladený na návrh samotného prostriedku, rozširujúce systémy ako pozemná stanica, infraštruktúra, navigačný softvér a komunikácia nie sú prioritou kurzu. Študijný program (MSc) je navrhnutý na 12 mesiacov. Prvých 8 mesiacov tvorí teoretická výučba rozdelená do dvoch 12-týždňových celkov (2 semestre) a so skúškami na konci každého semestra. Posledné 4 mesiace sú určené na výskumný projekt, na ktorý sa študenti pripravujú už počas druhého semestra. Výučba z modulov (120 kreditov). Absolvovanie kurzu je založené na úspešnom zvládnutí skúšok a písomnej práce k projektu. Kurz je možné ukončiť PG certifikátom (60 kreditov), PG diplomom (120 kreditov) alebo titulom MSc (180 kreditov). Cieľom kurzu je poskytnúť absolventom potrebné zručnosti a vedomosti na to, aby sa mohli stať konštruktérmi UAS-ov, dať študentom praktické skúsenosti v súvislosti s návrhom, konštrukciou a vývojovým cyklom UAS-u. Študenti budú schopní riešiť individuálny projekt a budú podporovaní v inovatívnych riešeniach aj za cenu, že inovatívny návrh konštrukcie nenájde komerčné využitie. Študentom bude umožnené zaujať miesto vo výskumných skupinách, aby tak lepšie pochopili vplyv interakcie medzi množstvom elektro-mechanických systémov a disciplín. Študenti získajú detailné znalosti, ktoré im umožnia vykonávať kompromisy medzi vybavením, cenou a životnosťou daného UAV. Okrem toho je cieľom kurzu získať teoretické znalosti a praktické zručnosti potrebné pre profesionálnu kariéru vo zvolenej oblasti a zabezpečiť odborníkov - špecialistov v danej problematike, neustále vylepšovať zručnosti študentov, ich kritické myslenie, riešenie problémov, projektový manažment, rozhodovanie, vodcovské a komunikačné zručnosti v hovorenej, vizuálnej a/alebo písanej forme a zabezpečiť im v danej oblasti informácie, vedecké a technické odborné posudky a výskumné zručnosti pre ďalší vývoj konštrukcií UAS.
     Bakalársky študijný program pre odbornosť bezpilotné systémy na Leteckej univerzite Embry-Riddle je v ponuke univerzity od roku 2011 a absolventi majú možnosť uplatniť sa ako piloti / operátori UAV-ov, operátori senzorického vybavenia a prevádzkoví administrátori. V súčasnosti je na študijnom programe prihlásených 89 študentov. Študijný program slúži ako príprava pre rôzne aplikačné využitie bezpilotných systémov, vrátane prevádzky v nebezpečných podmienkach, monitorovania a zberu údajov, zabezpečovania priestorov a objektov, prevádzky s dlhým trvaním, opakovanej a autonómnej prevádzky. Navyše absolventi budú mať znalosti o inžinierstve UAS a prevádzkových obmedzeniach v rámci amerického a medzinárodného vzdušného priestoru. Študenti prihlasujúci sa na program by mali mať základy z matematiky a fyziky a program je určený len pre občanov USA. Študijný program ponúka dve varianty štúdia. Kurz pre pilotov UAV je určený na prípravu pilotov bezpilotných systémov. Keďže v súčasnosti je široká škála dostupných UAV - od mikroprostriedkov veľkosti hmyzu až po veľké prostriedky porovnateľné s konvenčnými dopravnými lietadlami s celosvetovým dosahom, absolventi budú spĺňať požiadavky FAA na prevádzku UAV nielen vo vymedzenom, ale aj vo verejnom vzdušnom priestore. Kurz pre operátorov UAV je určený na prípravu študentov nepilotných odborností súvisiacich s prevádzkou UAS. Tieto pozície zahŕňajú (no nie sú limitované na) operátorov senzorického vybavenia, technikov UAS, plánovačov úloh, prevádzkových manažérov a komunikačných špecialistov. Absolvent bude mať znalosti v súvislosti s rôznymi prevádzkovými aspektmi bezpilotného lietania, požiadavkami na riadenie letovej prevádzky, o legislatíve FAA a technológiách súvisiacich s prevádzkou UAS.
     Vyvrcholenie kurzu návrhu lietadla na Katedre letectva a astronautiky Williama E. Boeinga na Univerzite vo Washingtone predstavuje spojenie teoretických vedomostí a praktických zručností, ktoré študenti počas svojho štúdia získali. V týchto kurzoch sa študenti naučia ako navrhnúť lietadlá a ako kombinovať ekonomické a sociálne potreby so základnými leteckými disciplínami ako je aerodynamika, konštruovanie, pohon a riadenie, ktoré súvisia s návrhom a konštrukciou integrovaného lietajúceho prostriedku. Kurzy vedú študentov počas celého obdobia štúdia procesom návrhu prostriedkov, od koncepčného návrhu, cez experimenty s použitím modelov až po konštrukciu, kompletizovanie a napokon testovanie finálneho prostriedku. Študenti sú organizačne rozdelení do skupín, v ktorých pracujú, pričom každý študent je členom aspoň dvoch vedeckých skupín. Experimentálna práca študentov zahŕňa testovanie vo veterných tuneloch, testovanie pohonu, konštrukčné testovanie a testy systémov s podporou Aeronautical Testing Service, Inc. a spoločnosti Boeing.
     Je iba málo univerzít ponúkajúcich študijné programy týkajúce sa UAS mimo USA. No napríklad v Austrálii na Univerzite v Queenslande bakalársky študijný program (letecká avionika) zahŕňa návrh, vývoj, výrobu a údržbu elektrických systémov lietadiel, vrtuľníkov, kozmických lodí, satelitov a tiež bezpilotných prostriedkov.
     Inovatívny študijný program Bezpilotné systémy - Prevádzka a údržba na Canadoreskej univerzite v Kanade vznikol za spolupráce so svetoznámou spoločnosťou ING Robotic Aviation. Dĺžka študijného programu je 10 týždňov / 350 hodín a štúdium začne v júni 2014 a bude ukončené akreditovaným univerzitným certifikátom.


Súčasný stav – výskum (Akademický výskum a skupiny zaoberajúce sa problematikou UAV)

     Akademický výskum v oblasti bezpilotných prostriedkov často úzko súvisí so vzdelávacím procesom, pretože mnohé výskumné skupiny pozostávajú nielen zo zamestnancov fakúlt, ale aj zo študentov, ktorí sa spoločne podieľajú na výskume a vývoji UAV.
     Túto myšlienku potvrdzujú aj ciele Laboratória autonómnych prostriedkov na Univerzite v Marylande, ktorými sú vzdelávane študentov študujúcich vo všetkých troch stupňoch VŠ štúdia v multidisciplinárnej oblasti autonómnej robotiky inšpirovanej biologickými základmi, pričom sa vykonáva základný výskum správania a jeho porovnávanie s modelmi a simuláciami prírodných systémov, ako aj teoretická formulácia a hardvérová implementácia základných biologických princípov v systémoch umelej inteligencie. Okrem toho sa uskutočňuje aj aplikovaný výskum, najmä v oblasti vývoja prototypov autonómnych prostriedkov inšpirovaných biologickými základmi pre civilné a vojenské aplikácie.
     Tím bezpilotných prostriedkov Inflatable na Clarksonskej univerzite v Potsdame, New York je interdisciplinárna skupina príslušníkov fakulty a študentov na Škole inžinierstva, umení a vied zaoberajúca sa návrhom, dynamickými systémami, riadením a optimalizáciou bezpilotných prostriedkov.
     Tím UAV na Cornellovej univerzite je skupinou univerzitných študentov, ktorí spolu navrhujú, konštruujú, testujú a lietajú s autonómnymi bezpilotnými prostriedkami s pevnými nosnými plochami.
     Projekt autonómnych lietajúcich prostriedkov na Univerzite v Južnej Kalifornii je riešený už od roku 1991. Odvtedy príslušníci Laboratória integrovaných robotických systémov navrhli, skonštruovali a otestovali štyri robotické vrtuľníky, posledným je tretia generácia AVATAR (autonómny bezpilotný prostriedok pre letecké sledovanie a prieskum).
     Od začiatku projektu bola filozofia konceptu založená na konštrukcii lietajúcich robotov s vysokou mierou autonómnosti. Zo začiatku bol dôraz výskumu kladený na vytvorení spoľahlivého riadenia modelu vrtuľníka, neskôr na vykonávaní náročných úloh vrtuľníkom, na stabilizáciu autonómneho letu a na vykonaní úloh ako napr. GPS navigácia po vopred vytýčenej trase, autonómne pristátie založené na spracovaní obrazových informácií a autonómna činnosť senzorov. Ku hlavným oblastiam výskumu patrí použitie senzorov na pohybujúcom sa objekte, sledovanie cieľa, vyhýbanie sa prekážkam v 3D priestore na základe spracovania obrazových informácií, mapovanie terénu a autonómny zber údajov.
     Tím bezpilotných prostriedkov na Bostonskej univerzite bol založený v septembri 2010. Ide o skupinu vysokoškolských študentov, ktorá sa venuje výskumu a konštrukcii bezpilotných prostriedkov. Tím začal s návrhom kompletného riešenia rámu, letecká platforma je stabilizované ardupilotom ArduPilot Mega a vykonávajú sa experimenty so senzorom Xbox Kinect od Microsoftu, ktorý je možné použiť pri plnení množstva úloh, akými sú stabilizácia rýchlosti, mapovanie, či vyhýbanie sa prekážkam v 3D priestore.
     Výskumná skupina bezpilotných prostriedkov na Katedre leteckého inžinierstva a mechaniky na Univerzite v Minnesote sa zameriava na vývoj a implementáciu nízko-nákladových senzorov a open-sourcových programov do malých bezpilotných prostriedkov. Cieľom skupiny je podpora výskumných aktivít na katedre v oblasti riadenia, navigácie a algoritmov navádzania, metód detekcie chýb a ďalších systémových nástrojov.
     Inštitút robotiky na Carnegieho a Mellonovej univerzite v rámci Projektu autonómnych vrtuľníkov vyvinuli robotický vrtuľník navádzaný na základe spracovania obrazových informácií, ktorý je schopný autonómneho vykonávania misií za akýchkoľvek meteorologických podmienok is použitím palubnej inteligencie. Projekt zahŕňa automatický štart a vzlet, let do určenej oblasti po vopred definovanej trase, vyhýbanie sa prekážkam, vyhľadanie a lokalizácia záujmového objektu v určenej oblasti, jeho vizuálne monitorovanie, prípadne sledovanie, ak je to potrebné, posielanie obrázkov objektu na pozemnú stanicu a bezpečný návrat na základňu a pristátie.
     Projekt CQAR (Closed Quarter Aerial Robotics) riešený na Drexelovej univerzite má aplikačné využitie v oblasti sledovania, monitorovania a zabezpečenia veľkých vnútorných priestorov, akými sú napríklad štadióny, sklady, tunely metra, či vlakové stanice.
     Univerzita Mesa v Koloráde, konkrétne ich skupina Letecká robotika, sa zaoberá najmä technológiou autonómnych leteckých robotov a výskumom olejov a paliva v letectve.
     Laboratórium leteckej robotiky na Standfordskej univerzite vrámci projektu s názvom Kolibríkový autonómny vrtuľník dosahuje sľubné výsledky v oblasti nízko-nákladových robotických vrtuľníkov určených pre operátorov bez špecializovaného výcviku so schopnosťou visu, ktorý umožňuje prevádzku prostriedku v podmienkach nedostupných pre iné prostriedky. Možné aplikačné využitie tejto technológie zahŕňa kontrolu elektrických vedení, monitorovanie terénu, pátracie a záchranné misie, natáčanie videí a obhliadka nebezpečných alebo znečistených území.
     Projekt BEAR (BErkeley AeRobot) je kolektívnym interdisciplinárnym výskumným úsilím na Univerzite v Kalifornii - Berkeley, ktorý už od roku 1996 zahŕňa disciplíny ako teória hybridných systémov, navigácia, riadenie, informatika, komunikácia a koordinácia. Prevádzkovaných je šesť vrtuľníkov s úplným prístrojovým vybavením, vo vývojy je množstvo ďalších prostriedkov s pevnými aj rotujúcimi nosnými plochami, vybavenými GPS/INS, kamerami a ďalšími senzormi na palube, ktoré sa používajú na overenie algoritmov riadiacich systémov UAV-ov. Navyše používajú štyri mobilné pozemné roboty, ktoré sú schopné koordinácie (vyhýbanie sa, sledovanie cieľov) s UAV-mi.
     Americký inštitút letectva a astronautiky na Univerzite v Strednej Floride má projekt týkajúci sa návrhu UAV-ov. Cieľom projektu je návrh UAV-u, ktorý bude vybavený kamerou a vydrží lietať štyri alebo viac hodín. Počas letu bude UAV slúžiť na sledovanie a obrazový prieskum.
     Výskumná skupina UAV na Monashovej univerzite v Austrálii bola založená v roku 1999 a zaoberá sa všetkými aspektmi návrhu, konštrukcie a aplikácie UAV-ov. Hlavným zameraním skupiny sú elektricky poháňané prostriedky, no z dôvodu použitia pri aplikáciách vyžadujúcich lietanie na dlhé vzdialenosti je výskum zameraný aj na konvenčné koncepcie lietadiel. Skupina má založený aj vlastný archív výskumu, ktorý okrem iného obsahuje aj materiály predkladané v roku 2002 v Gippslande zariadeniu VRRF (Victorian Rural Robotics Research Facility) zaoberajúcemu sa testovaním UAV-ov. Skupina je tiež držiteľom viacerých leteckých rekordov v rámci Lawrence Hargrave Collection.
     Z európskych výskumných skupín môžeme spomenúť napríklad Projekt lietajúcej platformy Karedry inžinierstva na Univerzite v Exeteri (Veľká Británia), ktorej cieľom je návrh, výroba a vývoj autonómnej lietajúcej platformy. Špecifikácie potrebné ku riešeniu projektu znamenali, že muselo byť obsiahnutých množstvo inžinierskych disciplín, vrátane mechanického, riadiaceho, elektrotechnického, manažérskeho a stavebného inžinierstva. Rôzne oblasti projektu zaŕňajú okrem iného matematické modelovanie, návrh pohonných jednotiek, stabilizáciu prostriedku a návrh platformy.
     Okrem toho existuje niekoľko špecializovaných akademických centier, ktoré sa zaoberajú výlučne jednou oblasťou napríklad zobrazovacími technológiami ako napr. Technologický inštitút v Rochesteri, Laboratórium digitálneho spracovania diaľkovo snímanej obrazovej informácie alebo Girvanov technologický inštitút a Telemetrické technologické centrum na Univerzige Birghama Younga, ktoré sa zameriava na telemetriu UAV-ov, sledovanie a lokalizáciu cieľov s použitím mini-UAV s pevnými nosnými plochami vybaveného kamerovým systémom.
     Mnoho projektov je riešených v spolupráci so súkromným sektorom alebo s verejnými, resp. štátnymi inštitúciami. Centrum pre vzdelávanie, výcvik a výskum bezpilotných lietadlových systémov na Univerzite v Severnej Dakote je akýmsi sprostredkovateľom medzi súkromným sektorom a výskumníkmi zaoberajúcimi sa UAS, propagujúci nové produkty a služby súvisiace s prevádzkou UAV, čím podporuje obchod v tejto oblasti v Severnej Dakote. Cieľom centra je vytvoriť infraštruktúru pre vývoj, testovanie a vyhodnocovanie UAS na svetovej úrovni a zároveň vytvoriť výcvikový program, propagovať nové produkty určené pre súkromný sektor, čím sa podporí tiež nárast pracovných pozícií nielen v Grand Forks, ale aj v celej Severnej Dakote.
     V Kansase vzniklo Konzorcium pre kansaské bezpilotné systémy, ktoré spája jednotlivcov, akademické inštitúcie, spoločnosti, organizácie a vládne inštitúcie na národnej a medzinárodnej úrovni. Akademickými partnermi konzorcia sú Kansaská štátna univerzita, Univerzita v Kansase, Štátna univerzita vo Wichite, Fort Hayská štátna univerzita a Pittsburgská štátna univerzita. Konzorcium založené na spolupráci v oblasti inovatívnych koncepcií sa podieľa na vedeckých a technologických výskumoch a vývoji, vzdelávaní, výrobe, testovaní a vyhodnocovaní technologických riešení, prevádzke a aplikačnom použití UAV-ov a implementácii integrovaných a interoperabilných riešení. Združenie založené na spolupráci a partnerstve medzi priemyselnými, akademickými a vládnymi organizáciami zaznamenáva neustály pokrok a poskytuje jedinečnú príležitost pre priemysel v Kansase založený na výskume, vývoji, vzdelávaní, aplikačnom využití, výrobe, prevádzke a testovaní bezpilotných prostriedkov.
     V spolupráci s dvoma kalifornskými štátnymi univerzitami (Kalifornská polytechnická štátna univerzita, San Luis Obispo a Kalifornská štátna polytechnická univerzita, Pomona) sponzorovala spoločnosť Northrop Grumman Corporation študentský projekt, ktorý úspešne preukázal kooperáciu medzi bezposádkovými leteckými a pozemnými vozidlami. Programu sa zúčastnilo približne 50 študentov z uvedených dvoch univerzít.
     Laboratórium fyzikálnych vied na Štátnej univerzite v Novom Mexiku v spolupráci so spoločnosťou AeroVironment analyzovala bezpečnosť prevádzky malých UAS v systéme národného vzdušného priestoru počas noci. Výsledky štúdie uvádzajú, že nočná prevádzka UAS je bezpečná, pravdepodobne ešte bezpečnejšia ako prevádzka počas dňa.
     Štátna univerzita v Arizone rieši návrh, vývoj, konštrukciu a testovanie prototypov UAV-ov s pevnými nosnými plochami. Do univerzitného projektu sponzorovaného grantom Vzdušných síl sú zapojení študenti, ktorí vykonávajú široké spektrum inžinierskych prác, ktoré sa zároveň učia dokumentovať.
     Univerzita v Saint Louis sa v spolupráci s Prioria Robotics, Inc. v Gainesville, Florida podieľa na výskumnom programe týkajúcom sa UAS. Tento program je základom pre operátorov aj technický personál v oblasti UAV. V roku 2012 bol uvedený do činnosti prvý simulátor UAS a UAV, ktorý je integrovaný do simulátora riadenia letovej prevádzky používaného na tejto univerzite, čo umožňuje civilnému leteckému bezpečnostnému úradu CASR vykonať agentúre FAA výskum možností integrácie bezpilotných prostriedkov do systému národného vzdušného priestoru. CASR tak bude môcť vykonávať výcvik operátorov a technikov v súvislosti s návrhom, údržbou a prevádzkou bezpilotných systémov.
     Systém leteckého sledovania dopravy je projekt riešený v Laboratóriu informačných systémov a telekomunikácií na Univerzite vo Floride sponzorovaný Oddelením dopravy na Floride a výstup projektu bude použitý na poskytovanie aktuálnych informácií o doprave na cestách, ktoré budú slúžiť ako základ inteligentných dopravných systémov. Tieto systémy budú nevyhnutnou súčasťou najmä v prípade potreby núdzových evaukácií. Najvhodnejšou leteckou platformou pre takýto systém je UAV, ktorý má v porovnaní s konvenčnými lietadlami nižšie náklady na údržbu a je schopný zabezpečiť potrebné informácie taktiež s nižšími prevádzkovými nákladmi. Použitie UAV-ov v tomto systéme je ale založené na vyriešení mnohých logistických problémov. Okrem iného je potrebné vykonať aj štúdiu analyzujúcu potrebné komunikačné rozhrania a prevádzkovú logistiku, ktorú by si použitie UAV vyžadovalo.
     V Európe sa problematikou UAV zaoberá Laboratórium merania a riadenia na Švajčiarskej technickej vysokej škole v Zurichu spolu so Švajčiarskym federálnym inštitútom technológie. Riešia rôzne aspekty riadenia letu, navigácie, plánovania trajektórie a manažmentu misie UAV-ov. Pôvodne bolo hlavným cieľom robustné riadenie letu bezpilotného vrtuľníka. Avšak v posledných rokoch sa ich výskumné aktivity rozšírili aj na riadenie letu lietadiel s pevnými nosnými plochami a vzducholodí a na integrovanie navigačných algoritmov a vývoj palubných počítačových systémov.
     Súťaže sú spôsobom ako získať cenné praktické skúsenosti so skutočnými lietajúcimi prostriedkami a zároveň sú spôsobom zdokonalenia technických zručností študentov. Zároveň sa rozvíjajú skúsenosti s projektovým manažmentom a kolektívnou prácou, ktoré sú pre profesijný rast absolventov veľmi dôležité. A to je pravdepodobne dôvodom vzniku mnohých študentských súťaží, vrátane tých, ktoré sú zamerané na vývoj UAV.
     Tím bezpilotných prostriedkov na Škole baníctva a technológie v Južnej Dakote je zoskupením študentov, ktorí venujú svoj čas a talent vývoju autonómnych UAV, ktoré sú vyvíjané kvôli súťaži Sparkfun UAV challenge. Projekt UAV je jedným z mnohých projektov organizácie CAMP (Excelentné centrum pre pokročilú výrobu a produkciu). Ide o organizáciu, ktorá dáva študentom príležitosť pracovať v interdisciplinárnych skupinách na reálnych aplikáciách.
     Pravdepodobne najznámejšou a zároveň najobávanejšou súťažou v oblasti UAV-ov je súťaž IARC (Medzinárodná letecká robotická súťaž), ktorá pozostáva zo špecifických misií, ktoré sa v závislosti na úrovni zúčastnených tímov každých niekoľko rokov menia. Súťaž je sponzorovaná asociáciou AUVSI (Medzinárodná asociácia pre bezpilotné systémy).
     Technologický inštitút v Georgii je popredným akademickým centrom pre výskum UAV a bohatým zdrojom informácií o UAV-och. Ich Letecký robotický tím Georgia Tech je zoskupením študentov, fakúlt a zamestnancov, ktorí reprezentujú inštitút v IARC od svojho debutu v roku 1991 a sú tiež držiteľom rekordného počtu víťazstiev v misiách, ktoré sú špecifické pre každú súťaž.
     Aj cieľom Leteckého robotického tímu mikroprocesorového riadenia bolo reprezentovať Štátnu univerzitu v Iowe na IARC. Ako primárny prostriedok používajú autonómny vrtuľník, ktorý nesie na palube menší prostriedok, ktorý pomáha pri plnení úloh.
     Lehighova univerzita má Lehighov tím mikro-bezpilotných prostriedkov, ktorý súťaží s malými lietadlami určenými na sledovacie účely.
     X-ipiter tím zo Štátnej univerzity v Mississippi navrhuje a vyrába pre súťaž AUVSI autonómny lietajúci prostriedok vybavený sofistikovanými senzormi, kamerami a navigáciou a je určený na vykonávanie reálnych leteckých úloh.
     Letecký robotický klub na Štátnej univerzite v Severnej Karolíne bol založený v októbri 2000 s cieľom zúčastňovať sa na medzinárodných súťažiach autonómnych lietajúcich robotických prostriedkov.
     Hlavnou aktivitou Klubu UAV na Vyššej strednej škole v Pime je taktiež zúčastniť sa súťaže IARC.
     Študenti v Leteckom robotickom klube na Ross-Hulmanovom technologickom inštitúte navrhujú UAV, ktorý bude schopný autonómneho letu a asistencie pri prieskumných misiách, ktoré sú súčasťou ročných súťaží IARC.
     Južná polytechnická štátna univerzita má svoj Letecký robotický tím, ktorí je dobrovoľnou skupinou univerzitných študentov, ktorí sa zaujímajú o autonómnu leteckú robotiku. Hlavným cieľom tímu je návrh, prototypovanie a súťaženie so študentskou leteckou platformou v súťaži IARC.
     Texas Buzzard je autonómny UAV na letecký prieskum vyvinutý tímom študentov leteckého inžinierstva na Texaskej univerzite A&M špeciálne na súťaž AUVSI. Tím obsadil v roku 2004 celkovo tretie miesto a vyhral cenu za najlepšiu technickú prezentáciu a bezpečnosť.
     Letecký robotický tím je skupinou študentov zo Štátnej univerzity Ohio, Fakulty inžinierstva, ktorý sa každoročne zúčastňuje súťaže IARC.
     Letecký robotický klub na Univerzite v Arizone kombinuje počítačovú a robotickú technológiu so sofistikovaným lietadlom s cieľom vytvoriť UAV so schopnosťou lietať bez zásahu človeka a autonómne vykonávať misie. Tím vyvinul integrovaný systém, ktorý zahŕňa vlastný drak lietadla, AVTAR (letecký prostriedok pre autonómne rozpoznanie a určenie polohy cieľa) a komplexný avionický systém, LAARK (Modul pre letecký prieskum v malých výškach) a bol zostavený na AUVSI SUAS súťaž v roku 2012.
     Univerzita v Kentucky má taktiež Letecký robotický tím, ktorý sa zúčastňuje študentských súťaží AUVSI.
     Laboratórium autonómnych prostriedkov z Univerzity v Texase - Arlingtone vyvíja autonómne systémy a podporné technológie a taktiež poskytuje študentom vo všetkých stupňoch vysokoškolského štúdia stať sa členom tímu a získať skúsenosti s riešením projektov zameraných na vývoj autonómnych systémov vyvinutých pre medzinárodné súťaže.
     Letecká robotická skupina vo Waterloo je študentským tímom Univerzity vo Waterloo, ktorá sa zaoberá obrazovými a riadiacimi systémami, mechanickým návrhom, integráciou systémov, softvérovými riešeniami pre spracovanie informácií v reálnom čase a umelou inteligenciou s cieľom vyhrať v súťaži IARC od roku 1997.
     Tím autonómnych leteckých prostriedkov Virginia Tech 2010 na univerzite Virginia Tech je skupinou študentov založenou ako odpoveď na výzvu AUVSI, ktorého súčasťou bol mechanický a navigačný tím a tím pre spracovanie obrazových informácií.
     Projekt FireMite je riešený Skupinou leteckej robotiky na Univerzite Simona Frasera. FireMite je autonómne diaľkovo ovládané lietadlo určené na súťaž IARC.
     Zúčastniť sa na súťažiach ale môžu tímy z akejkoľvek univerzity a z akejkoľvek krajiny. Dôkazom toho je aj Istanbulská technická univerzita, ktorej Ucakcilar tím sa zúčastnil študentskej súťaže AUVSI už v roku 2004.
     Z európskych účastníkov možno spomenúť Technickú univerzitu v Berlíne, ktorá so svojím projektom MARVIN (Viacúčelový letecký robotický prostriedok s inteligentnou navigáciou) bola riešiteľom projektu COMETS, ktorý bol financovaný Európskym spoločenstvom. Hlavným cieľom projektu bol návrh a implementácia distribuovaného systému riadenia a kooperácia rôznych UAV pri plnení úloh. Súčasťou projektu boli tiež bezpilotné vrtuľníky a vzducholode. MARVIN vyhral súťaž v roku 2000, pričom to bol jediný robot v súťaži, ktorý bol schopný autonómneho letu, rozpoznania cieľov a osôb a správneho určenia ich polôh.


     Bezposádkové prostriedky predstavujú kľúčovú technológiu budúcnosti. Základom ich konštruovania sú moderné výrobné a informačné technológie.


Zapojené pracoviská


Ročné správy
Ďalšia správa za rok ...


E-learning


Odkazy
 
© Copyright 2004-2018 - CMS Made Simple
This site is powered by CMS Made Simple version 1.11.7