هوش مصنوعی در عصر پهپادها

پهپاد تا رسیدن تیم اورژانس به ارسال تصاویر زنده از مارشا به اپراتور و تیم اورژانس ادامه داد. اطلاعات جغرافیایی که او ارسال می‌کرد به تیم خدمات اورژانس کمک کرد تا سریع‌تر در محل حاضر شوند و اقدامات لازم برای نجات جان او را شروع کنند. مارشا به بیمارستان منتقل شد و تحت عمل جراحی قرار گرفت و به‌لطف کمک پهپاد اداره برق از مرگ نجات یافت.

در شماره قبل (۲۷۸)۱ در مورد اهمیت و نقش پهپادها در زندگی امروزی گفتم و حوزه‌های مهمی از زندگی را که پهپادها بیشترین تاثیر را روی آن‌ها گذاشته و یا می‌گذارند مورد بررسی قرار دادم. حوزه‌هایی مانند حمل و نقل، صنایع نظامی، بهداشت و درمان، تصویربرداری، کشاورزی دقیق، امداد و نجات و...

ادغام هوش مصنوعی در فناوری هواپیماهای بدون سرنشین یک جهش بلند در تاریخ تکامل سیستم‌‌های خود مختار به‌حساب می‌آید. با وجود هوش مصنوعی، پهپادها دیگر دستگاه‌های قابل کنترل از راه دور نیستند بلکه به سیستم‌های هوشمند و خودگردان تبدیل می‌شوند که می‌توانند تغییرات مثبتی را در بخش‌های مختلف انجام بدهند. هوش مصنوعی به طور قابل‌توجهی قابلیت‌های پهبادها را افزایش می‌دهد. پیش‌بینی می‌شود که ارزش بازار هوش مصنوعی در فناوری پهپاد تا سال 2030 به 84 میلیارد دلار برسد. افزایش سهم بازار را می‌توان به افزایش تقاضا برای دقت و کارایی در جمع آوری داده‌ها در صنایع مختلف، در کنار پیشرفت های قابل توجه در فناوری هوش مصنوعی که استقلال پهپاد و قابلیت‌های تصمیم گیری را افزایش می دهد، نسبت داد.

اما این تنها هوش مصنوعی نیست که صنعت هواپیماهای بدون سرنشین را تحت تاثیر قرار می‌دهد. دو فناوری دیگر نیز در این زمینه از اهمیت بالایی برخوردارند. اینترنت اشیاء و زنجیره بلوکی. در کنار هم قرار گرفتن سه حوزه مهم فناوری اطلاعات یعنی هوش مصنوعی، اینترنت اشیاء و زنجیره بلوکی و ادغام آن‌ها با صنعت هواپیماهای بدون سرنشین نه‌تنها انقلاب بزرگی را در حوزه حمل و نقل و امکانات تازه رقم می‌زند، بلکه در سایر حوزه‌های زندگی بشر، مانند سلامتی و بهداشت، آموزش، امنیت و... تحولات آن‌چنان شگرفی را رقم خواهد زد که بسیاری از آن‌ها حتا در حال حاظر به مخیله ما هم راه پیدا نمی‌کند.

مفاهیمی مانند شهر هوشمند، در زیر سایه چنین فناوری‌هایی قابلیت اجرایی شدن دارند. شهری را تصور کنید که هزاران پهپاد در آسمان آن پرواز می‌کنند؛ صدها هزار خودرو، موتورسیکلت و دوچرخه در خیابان‌های آن در رفت و آمدند؛ میلیون‌ها تلفن‌ همراه در اختیار شهروان آن قرار دارند و کار می‌کنند؛ در بنادر میلیون‌ها جنس و محموله در انتظار بارگیری هستند؛ صدها مغازه و فروشگاه بزرگ و کوچک هزاران قلم کالا را به شهروندان ارایه می‌کنند. تفاوت شهر هوشمند خیالی ما بایک شهر معمولی کنونی که تقریبا همه اینها را دارد در چیست؟ تفاوت در این است که که در شهر هوشمند ما که شرح داده شد، هر خودرو یا موتورسیکلت، هر پهباد و هر گوشی تلفن یک نود از شبکه به‌حساب می‌آید و می‌تواند اطلاعات را به نودهای دیگر و یا سرورها ارسال کند. میلیون‌ها کالا که برچسب‌های RFID یا دیگر تگ‌های هوشمند خورده‌اند در انبارها بخشی از شهر هوشمند هستند که می‌تواند اطلاعات مختلف را به دیگر گره‌های شبکه ارسال یا دریافت کنند.

5G یا نسل پنجم شبکه‌های بی‌سیم می‌تواند ارتباطات بین گره‌ها را تامین کند تا اطلاعات با سرعت و حجم مناسب در میان‌ آن‌ها به گردش درآید. با ارزان شدن انواع مختلف حسگرها، اطلاعات می‌تواند از منابع مختلف گرآوری شود. درست در این نقطه است که اینترنت اشیاء اهمیت خود را نشان می دهد. در واقع فناوری اینترنت اشیاء، می تواند اشیایی را که در ذات خود غیرهوشمند هستند، به عناصر هوشمند تبدیل کند. اطلاعات حاصل از حسگرها تا سطوحی توسط ابزارهای اینترنت اشیاء پردازش می‌شوند اما برای بیرون کشیدن الگوها و معنا دادن به اطلاعات و ترسیم الگوریتم‌های مناسب به هوش مصنوعی نیاز داریم. مدل‌های هوش مصنوعی پس از آموزش کافی می‌توانند خودشان تصمیم‌گیری کنند.

هوش مصنوعی و پیشرفت فناوری هواپیماهای بدون سرنشین

همان‌طور که گفتم، اضافه شدن حسگرها به اشیاء و ارسال اطلاعات از آن‌ها باعث می‌شود که به هوش مصنوعی برای بررسی و تحلیل آن‌ها نیاز داشته باشیم. اما هوش مصنوعی چگونه می‌تواند به گسترش و عمق خدمات پهپادها بیفزاید؟
1. ادراک و ترکیب اطلاعات حسگرهای پهپادها. هوش مصنوعی اطلاعات حسگرهای مختلفی مانند دوربین‌های تشخیص نور و محدوده، رادار و آشکارسازهای مادون قرمز را با هم ترکیب می‌کند. الگوریتم‌های هوش مصنوعی به‌طور یکپارچه داده‌های این حسگرها را ترکیب و تفسیر می‌کنند و به پهپادها این امکان را می‌دهند که محیط اطراف خود را درک کنند، موانع را شناسایی کنند، اشیاء را تشخیص دهند و سناریوهای پیچیده را تحلیل کنند.
2. بینایی کامپیوتری و تشخیص اشیاء. تکنیک‌های پیشرفته هوش مصنوعی، مانند شبکه‌های عصبی کانولوشنال CNN))، از پهپادها با قابلیت‌های بینایی کامپیوتری پشتیبانی می‌کنند. این فناوری به هواپیماهای بدون سرنشین اجازه می‌دهد تا اشیاء، افراد، وسایل نقلیه و سایر عناصر را در زمان واقعی شناسایی و طبقه‌بندی کنند؛ این قابلیت برای برنامه‌هایی مانند نظارت، مأموریت‌های جست‌وجو و نجات و بازرسی‌ زیرساخت‌ها ضروری هستند.
3. ناوبری خودمختار و برنامه‌ریزی مسیر. با ادغام الگوریتم‌های هوش مصنوعی، داده‌های حسگر و اطلاعات نقشه‌برداری، پهپادها می‌توانند به طور مستقل حرکت کنند و مسیرهای پروازی بهینه را برنامه‌ریزی کنند. تکنیک‌هایی مانند مکان‌یابی و نقشه‌برداری همزمان (SLAM) ، یادگیری تقویتی و الگوریتم‌های برنامه‌ریزی مسیر مبتنی بر نمودار، به هواپیماهای بدون سرنشین اجازه می‌دهند تا در محیط‌های پیچیده حرکت کنند و با اجتناب از موانع، مسیرها را بهینه کنند.
4. تصمیم‌گیری و کنترل. سیستم‌های هوش مصنوعی تعبیه‌شده در پهپادها، تصمیم‌گیری هوشمند را براساس محیط درک‌شده، اهداف مأموریت و تجزیه‌وتحلیل داده‌های بلادرنگ امکان‌پذیر می‌کنند. این تصمیمات می‌تواند شامل تنظیم مسیرهای پرواز، پاسخ به رویدادهای غیرمنتظره، یا اجرای اقدامات خاص مانند ردیابی اشیاء یا تحویل بسته، تضمین عملکرد یکپارچه و کارآمد باشد.
5. پکپارچگی در عین کثرت. هوش مصنوعی به چندین پهپاد کمک می‌کند تا به‌عنوان یک واحد با هم کار کنند. هر پهپاد در این گروه می‌تواند اطلاعات را مبادله کند، ارتباط برقرار کند و به طور مشترک کار کند تا کارهای بزرگ را سریع‌تر از یک پهپاد تنها انجام دهد.
6. یادگیری ماشین، آموزش و بهبود مستمر. پهپادها از طرح‌های هوش مصنوعی استفاده می‌کنند که خود از استراتژی‌های یادگیری ماشین شکل گرفته‌اند. این استراتژی‌ها از جزئیات زیادی مانند تصاویر، ویدیوها، داده‌های دستگاه و اطلاعات پرواز استفاده می‌کنند. به‌دلیل این یادگیری جامع، هوش مصنوعی الگوها را تشخیص می‌دهد، رویدادهای آینده را پیش‌بینی می‌کند و با استفاده بیشتر به طور مداوم بهبود می‌یابد.
7. محاسبات لبه و پردازش زمان واقعی. از امکانات محاسبات لبه و پردازش زمان واقعی سیستم‌های هوش مصنوعی پیشرفته می‌توان مستقیماً در هواپیماهای بدون سرنشین استفاده کرد که امکان مدیریت و تصمیم‌گیری فوری داده‌ها را بدون نیاز به پیوند پایدار به سرورهای دور فراهم می‌کند. این نوع پردازش داخلی که اغلب به عنوان محاسبات لبه از آن یاد می‌شود، استقلال و سرعت پهپاد را افزایش می‌دهد. 
در عین حال، هوش مصنوعی می‌تواند علاوه بر این که در طراحی و ساخت پهپادهای کارآمدتر و به‌صرفه‌تر کمک کند، این قابلیت را دارد که به مدیریت ترافیک پهپادها در فضا‌های شهری کمک کند. بدون شک در آینده نه چندان دور، تعداد پهپادها در فضاهای شهری بسیار بیشتر از امروز خواهد شد. طبیعی است که همه پهپادها نمی‌توانند در تمام فضاهای بالای شهر تردد کنند. مناطقی وجود دارد که به لحاظ امنیتی تردد در فضای بالای آن ممنوع است یا شامل مقررات خاصی است. هوش مصنوعی می‌تواند در مدیریت پهپادهایی که با مقاصد مختلف، اعم از تجاری، نظامی، درمانی و... در فضاهای شهری تردد می‌کنند نقش مهمی داشته باشد.

همیشه پای یک پهپاد در میان است

یکی از تازه‌ترین کاربردهای پهپادها کار دست تیم ملی المپیک زنان کانادا در المپیک ۲۰۲۴ پاریس داد و باعث شد که علاوه بر از دست دادن شش امتیاز، اخراج و محرومیت سرمربی این تیم، فیفا ۲۳۰ هزار دلار تیم کانادایی را جریمه کند. اما چرا؟ خیلی ساده است؛

بیو پریتسمن سرمربری این تیم – که در دور گذشته قهرمان المپیک شده بود- تشخیص داده بود که ایرادی ندارد اگر با یک پهپاد تمرینات تیم نیوزیلند را که حریف بعدی آن‌ها بود زیر نظر بگیرد. اما فیفا نظر دیگری داشت و گفت که این کارنقض اصول فدراسیون جهانی فوتبال است. این اتفاق بار دیگر نشان داد که چه میزان اهمیت دارد که هنگام استفاده از محصولات فناوری، قوانین و هنجارهای جامعه را رعایت کنیم؛ در غیر‌این‌صورت، کاربرد فناوری می‌تواند به اتفاقات بسیار فاجعه‌بارتر از این بینجامد.

در شماره آینده در مورد نقش فناوری بلاک‌چین در توسعه و ایمنی پهپادها و نیز مهم‌ترین شرکت‌های تولیدکننده پهپاد خواهم گفت

پی‌نویس:

۱. https://www.shabakeh-mag.com/node/21238