Domů     Detekce kůrovce a další: FEL ČVUT představila inovace pro vzdušné roboty
Detekce kůrovce a další: FEL ČVUT představila inovace pro vzdušné roboty
29.4.2023

Skupina Multirobotických systémů působící na katedře kybernetiky Fakulty elektrotechnické ČVUT demonstrovala v jihočeském Temešváru výsledky vývoje nových technologií pro drony.

Šlo o detekce kůrovce, obranu proti nepřátelskému převzetí dronů a roje úzce spolupracujících vzdušných robotů.

Skupina Multirobotických systémů z ČVUT ukázala výsledky vývoje nových technologií pro drony. Foto: Petr Neugebauer, FEL ČVUT
Skupina Multirobotických systémů z ČVUT ukázala výsledky vývoje nových technologií pro drony. Foto: Petr Neugebauer, FEL ČVUT

Při praktických letových ukázkách byla předvedena technologie zabraňující nepřátelskému převzetí kontroly nad dronem formou tzv. GPS spoofingu.

GPS Spoofing je inteligentní forma rušení, při níž dron obdrží falešné GPS signály šířené z nepřátelského vysílače a „uvěří“, že je na jiném místě.

Spoofingové útoky jsou stále častějším prostředkem manipulace zejména ve válečných konfliktech, jejich důsledkem může být zneužití a přesměrování vzdušných robotů nepřítelem k útoku na vlastní zařízení, případně lze drony tímto způsobem donutit k přistání tak, aby se ocitly v rukách protivníka.

V posledních letech byly zaznamenány stovky případů spoofingu a s rostoucím nasazením bezpilotních prostředků zejména na bojištích v Ukrajině roste význam adekvátní obrany proti nim.

GPS Spoofing je inteligentní forma rušení, signálů nepřítele. Foto: Petr Neugebauer, FEL ČVUT
GPS Spoofing je inteligentní forma rušení, signálů nepřítele. Foto: Petr Neugebauer, FEL ČVUT

Řešení, které vzniklo ve skupině Multirobotických systémů, využívá palubních senzorů dronu a palubní umělé inteligence. „Vyvíjená metoda je schopna detekovat, že se dron odchýlí od původního zadání a začne se náhle chovat jinak.

Systém to vyhodnotí jako útok a přepne dron do režimu, ve kterém bude nepřátelské GPS souřadnice ignorovat a bude se při letu řídit podle palubní umělé inteligence a senzorů, které má k dispozici,“ vysvětluje princip obrany doc. Martin Saska, vedoucí skupiny Multirobotických systémů (MRS) FEL ČVUT. Druhá metoda ochrany proti GPS spoofingu, kterou skupina MRS ověřuje při letových zkouškách, spočívá ve vyfiltrování a zesílení původního GPS signálu tak, aby se dron řídil podle něj, a nenechal si vnutit falešné souřadnice od nepřítele.

Doc. Martin Saska, vedoucí skupiny Multirobotických systémů (MRS) FEL ČVUT. Foto: Petr Neugebauer, FEL ČVUT
Doc. Martin Saska, vedoucí skupiny Multirobotických systémů (MRS) FEL ČVUT. Foto: Petr Neugebauer, FEL ČVUT

Roj plně autonomních dronů s palubní umělou inteligencí jako hejno ptáků

Skupina výzkumníků z Fakulty elektrotechnické ČVUT v tomto projektu dokáže zúročit zkušenosti z létání ve ztížených podmínkách bez GPS signálu v soutěžích, jako byla neoficiální olympiáda robotiků organizovaná americkou vládní agenturou DARPA v roce 2021 či MBZIRC v Abu Zabí, z jehož posledního ročníku v roce 2020 vzešla jako celkový vítěz.

Drony naprogramované vědci z Karlova náměstí světovou konkurenci převyšují nejvyšší mírou autonomie, díky níž ve vzduchu tvoří tým samostatných a současně spolupracujících robotů.

Ačkoli si během letu předávají minimum informací, jsou podobně jako hejno ptáků schopné zpracovávat vnější podněty a přizpůsobovat své chování změnám v okolním prostředí.

Obdobně jako ptáci využívají přítomnost ostatních robotů ve svém okolí a sdílenou inteligenci roje v místech, kde senzorické vybavení jedince nestačí a samostatně letící dron by selhal.

Schopnost létat v kompaktní dynamické formaci tvořené dvaceti autonomními drony byla rovněž předmětem letových ukázek v Temešváru poblíž Písku, kde bezmála sedmdesát robotiků z MRS na katedře kybernetiky FEL ČVUT v Praze s drony ve vzduchu ověřuje výsledky svého základního výzkumu.

Šlo o ojedinělou příležitost vidět výsledky jejich výzkumu při rozsáhlých praktických letových ukázkách, které lze realizovat jen v odlehlých oblastech mimo Prahu.

Roj plně autonomních dronů připomínají hejna ptáků. Foto: Petr Neugebauer, FEL ČVUT
Roj plně autonomních dronů připomínají hejna ptáků. Foto: Petr Neugebauer, FEL ČVUT

Dron-lesník: Se speciální kamerou odhalí kůrovce už v raném stádiu napadení stromu

Příkladem konkrétní aplikace, ve které mohou drony zvládnout zadané úkoly mnohem rychleji a levněji než člověk, je metoda detekce stromů napadených kůrovcem.

Řešení, které ve skupině Multirobotických systémů vyvinula studentka magisterského studia programu Kybernetika a robotika Tereza Uhrová ve spolupráci se společnostmi Eurosecur a Fly4Future, využívá schopnost autonomního dronu letět lesem bez GPS. Skupina MRS dron vybavený sprejem pro označování napadených stromů v Temešváru předvedla při praktické letové ukázce.

Nasazení létajícího robotu uvnitř lesa využívá data, která byla získána druhým větším dronem vybaveným multispektrální kamerou, která z výšky snímá les a dokáže z této perspektivy identifikovat i pro člověka neznatelné odlišnosti v barevném spektru.

Přítomnost škodlivého brouka totiž vystavuje napadený strom stresu, který se začne projevovat v barvě jehličí už v počátečních fázích, kdy je jinak stávajícími metodami velmi obtížné jej odhalit.

Řešení vyvinula studentka magisterského studia programu Kybernetika a robotika Tereza Uhrová. Foto: Petr Neugebauer, FEL ČVUT
Řešení vyvinula studentka magisterského studia programu Kybernetika a robotika Tereza Uhrová. Foto: Petr Neugebauer, FEL ČVUT

Strom, ve kterém se již škůdce zabydlel, je potřeba co nejdříve vyhledat, ošetřit nebo odstranit. A právě na tuto fázi dohledání konkrétního napadeného stromu se výzkumníci z MRS FEL ČVUT soustředí.

„Nejtěžší robotickou úlohou, kterou jsme v této aplikaci museli řešit, je přelet dronu z prostředí s GPS vně lesa dovnitř porostu mezi stromy, kde kvalita GPS signálu není dostatečná.

Dron se s využitím 3D lidaru a palubní inteligence dokáže uvnitř lesa lokalizovat, vyhýbat se překážkám a doletět na místo, kde se očekává výskyt napadeného stromu. Vlastní dohledání stromu probíhá s pomocí RGB kamery a neuronové sítě na palubním počítači.

Jakmile dron identifikuje znaky přítomnosti kůrovce (miniaturní otvory v kůře), autonomně jej označí barvou.  Lesník pak může jít najisto,“ shrnuje podstatu metody Martin Saska z MRS FEL ČVUT.

Strom, ve kterém se již škůdce zabydlel, je potřeba co nejdříve vyhledat. Foto: Petr Neugebauer, FEL ČVUT
Strom, ve kterém se již škůdce zabydlel, je potřeba co nejdříve vyhledat. Foto: Petr Neugebauer, FEL ČVUT

Metoda, kterou skupina MRS vyvinula ve spolupráci s komerčním sektorem, splňuje všechny předpoklady k reálnému nasazení – je rychlá, ekonomicky únosná (představte si, že by podobná inspekce lesa probíhala například z vrtulníku) a přesná, protože dron uvnitř lesa označí konkrétní strom a ne jen přibližnou lokalitu určenou v lese nepřesnou GPSkou, jak je tomu u současných řešení.

Foto: Petr Neugebauer, FEL ČVUT
Související články
Věda a technika
Chinin: Lék, pochoutka i zabiják
Příjemně nahořklá chuť toniku je nenapodobitelná. Stojí za ní chinin, látka z kůry dřevin z jihoamerického deštného pralesa. Ta je také po staletí účinným lékem na malárii i předmětem obchodního soupeření. Dokáže pomoci rovněž při jiných onemocněních, ale pozor: v určitých situacích může ublížit! Malárie, onemocnění způsobené parazitem přenášeným komáry, trápí lidi po tisíciletí. Dokonce […]
Věda a technika
Věda vs. zločinci. Co všechno dokážou forenzní metody?
Při sledování současných kriminálních seriálů jako Námořní vyšetřovací služba nebo Kriminálka Las Vegas můžete mít pocit, že se díváte spíš na sci-fi. A nebudete daleko od pravdy. Současné techniky forenzní vědy totiž dokážou neuvěřitelné věci. Pokud při ohledání mrtvého těla dojde lékař k závěru, že jde o násilnou smrt, z místa nálezu se stává místo […]
Věda a technika
Dávní i nedávní hrdinové lidské historie
Historie lidstva nabízí mnoho příběhů. Příběhů temných, ve kterých nechybí utrpení a zmar, ale i příběhy, z nichž si lze vzít něco pozitivního a které ukazují, co všechno může člověk dokázat. Představujeme slavné dějinné postavy, které rozhodně nemusejí být bez chyby, ale které za sebou zanechaly i něco, co nikdo jiný nedokázal. Erik Rudý objevil […]
Věda a technika
Češi mají svého astronauta. Poletí do vesmíru?
V březnu roku 1978 žilo Československo jedním jediným jménem. Vladimír Remek totiž společně se sovětským kosmonautem Alexejem Gubajevem zamířil na kosmickou orbitální stanici Saljut 6, kde následně strávil téměř osm dní. Stal se tak jediným Čechem, který se do kosmu dostal, a společně se svým náhradníkem Oldřichem Pelčákem také jediným naším astronautem. Až do tohoto roku. […]
reklama
zajímavosti
Pelmel zajímavostí! Proč je zebra černobílá? A vidí psi černobíle?
Existuje spousta informací, bez kterých se v klidu obejdeme, ale na druhou stranu může být jejich znalost pro nás obohacením. Proč je zebra černobílá? A je víc bílá, nebo černá? Zebru, které se často přezdívá také „koník v pyžamu“, snadno poznají i nejmenší děti. A právě její typické pruhované zabarvení vyvolává otázku, jestli je bílá […]
Aquahealing aneb když voda skutečně uzdravuje
Když je nám těžko na duši, hledáme psychologa. Když bolí tělo, zajdeme k fyzioterapeutovi. Pro hlubší práci s tělem a duší zároveň slouží bodyterapie. Když se ale k terapeutovi přidá ještě teplá voda, dostáváme novou dimenzi léčení. Aquahealing je nejkomplexnější forma práce s tělem i duší. Voda je nositelkou života. Vyplavuje emoce, skrývá stíny našeho […]
I esemesky již mají svou historii
Do značné míry změnily způsob mezilidské komunikace. Krátké textové zprávy neboli SMS mají své nejlepší období zřejmě již za sebou, ale na smetiště dějin se ještě nechystají. Za historicky první SMS (Short Message Servise – krátká textová zpráva) zprávu bývá považován text ve znění „Veselé Vánoce“, který 3. prosince 1992 zprostředkoval britský mobilní operátor Vodafone. […]
Kdy žili obři? Právě teď!
„Ty můj kluku!“ raduje se babička, jen co zaklapnou dveře jeho auta. V péřovce už čeká před brankou. Vnuk ji láskyplně obejme. „Nejsi vy všichni nakonec nějací velicí?“ směje se žena, když zvedne hlavu z jeho hrudníku. Přerostl ji o dobrých 30 centimetrů…   Také se vám zdá, že babičky a dědečkové nevyrostli tolik, jako […]
reklama
věda a technika
Slavné výpravy: Velká antarktická expedice se změnila v boj o život!
Je 8. srpna roku 1914 a z Anglie vyplouvá loď Endurance pod vedením polárního badatele Ernesta Shackletona. Ten má před sebou ambiciózní cíl – chce jako první přejít napříč Antarktidu, od Weddellova moře přes jižní pól k Rossovu moři. Expedice ale skončí dřív, než se loď vůbec dostane ke břehům ledového kontinentu. Fouká studený vítr […]
Vřes: Podzimní okrasa, lék i magická pomůcka
Málokterou rostlinu si spojujeme s podzimem tak jako vřes. Obvykle rozkvétá už na konci léta a rozzáří vřesoviště i zahrádky drobnými květy. Není to však jen okrasa. V minulých dobách z něj lidé vaří pivo, vystýlají s ním postele a vyrábějí lana nebo došky. A hustý vřesový med je velmi ceněná pochoutka! Nenápadná, ale houževnatá […]
Zázrak lidského stvoření: Co všechno nevíte o těhotenství a porodu?
Pouhých devět měsíců je plných očekávání a změn, které formují naše tělo, mysl a předurčují naši budoucnost. Co všechno se ale stane od oplodnění vajíčka až po první výkřik čerstvě narozeného dítěte? Jak se z genetického koktejlu dvou osob stane další tvor? Ačkoliv věda postupuje mílovými kroky kupředu, stále nedokážeme vytvořit nového člověka jinak než přirozeně […]
Odkaz pavoučího jedu: Kam se hrabe Viagra!
Je útočný, jedovatý a určitě jste o něm někdy alespoň zaslechli jako o „banánovém pavoukovi“. Jeho jméno je ovšem Palovčík brazilský, a přestože ve většině případů jeho kousnutí trvalé následky nemá, najde se již i několik lidských úmrtí.   Na názvu palovčíkova jedu si zlomíme jazyk: Phoneutria nigriventer toxin-3, zkráceně PhTx3. Mnoho jeho obětí se […]
Nenechte si ujít další zajímavé články
Dulce: Dobrota, které neodoláte
panidomu.cz
Dulce: Dobrota, které neodoláte
Ta dobrota se jmenuje dulce de leche a možná už jste ji objevili v obchodech. Ale nepochybujte o tom, že doma připravená bude ještě lepší. Název je španělský a znamená jednoduše „mléčná sladkost“. Původ ovšem není úplně jednoznačný, o autorství této receptury se pře hned několik latinskoamerických zemí a k tomu Francie, kde se traduje,
Ferdinand I. zatrhl šizení na tržištích
historyplus.cz
Ferdinand I. zatrhl šizení na tržištích
„Prvotřídní kvalita, dovoz z Itálie,“ přesvědčuje kupec s látkami bohatou pražskou měšťanku. Žena pečlivě osahává štůček mušelínu. „Vezmu si pět loket,“ prohlásí. Kupec rychle naměří požadovanou délku. Pořádný kus mu přitom zůstane za prsty…   „Na šaty ho bude málo, milostpaní. Stačí jenom na sukni,“ zhodnotí švadlena množství růžového mušelínu. „Ošidili vás, podívejte.“ Vezme do ruky dřevěnou
Kouzlení s vodou z potoků a studánek
nejsemsama.cz
Kouzlení s vodou z potoků a studánek
Voda má v magii zvláštní místo. Má jedinečné vlastnosti, které pro vás mohou být nejen zdrojem osvěžení, ale i duchovní síly a léčení. Voda z potoků a studánek má moc přinést do vašeho života pozitivní změny a obnovit vaši energii. Využitím těchto přírodních zdrojů v magii můžete obohatit své rituály a přinést do svého života větší harmonii a klid. Je důležité
Ten můj chlap je prostě báječný
skutecnepribehy.cz
Ten můj chlap je prostě báječný
Jsem holka Štěstěny, tvrdila moje máma, když jsem doma představila Mirka. Mohla na něm oči nechat. To nadšení ji neopustilo nikdy. Myslím, že mi trochu záviděla, ale nikdy jsem jí to neřekla. Tátu měla ráda, ale co si pamatuji, tak jsme s Mirkem byli zamilovaní mnohem víc. Jsme spolu moc rádi Tehdy byla jiná doba, když
Září Svobodová díky nové lásce?
nasehvezdy.cz
Září Svobodová díky nové lásce?
Přestože jí osud připravil až příliš kruté momenty, nikdy nepřestala věřit, že bude znovu šťastná. Sympatická herečka ze seriálu Ulice Ilona Svobodová (64) se má už několik týdnů potkávat se stejně
Hříbková omáčka
tisicereceptu.cz
Hříbková omáčka
Královskou houbou českých lesů je pravý hřib. Suroviny 400 g houby 1 větší cibule 2 lžíce másla 200 ml šlehačky 100 ml zakysané smetana 1 bobkový list 5 kuliček nového koření petrželka ne
Krvavé maltské podzemí a tajemná Petra
enigmaplus.cz
Krvavé maltské podzemí a tajemná Petra
V oblasti Paola na předměstí hlavního města La Valetta na Maltě se v roce 1902 dostala skupina dělníků do problémů. S několika se při rozbíjení skal propadla zem. „Dostaňte nás odsud, něco tady je,“ z
Historické Boskovice: Procházka od hradu k zámku
epochanacestach.cz
Historické Boskovice: Procházka od hradu k zámku
Návštěvou jednoho města si snadno zajistíme program třeba na celý víkend. Boskovice totiž nabízejí hned dvě významné architektonické památky, vzdálené od sebe jen půl kilometru. A tak se vydejme za hradem i za zámkem do krásné jihomoravské krajiny. Trhová osada Boskovice na okraji Drahanské vrchoviny vznikla někdy ve13. století, a už v roce 1313 kronikáři zaznamenali
Pátrání po nacistickém zlatě: Je ukryté pod hladinou německého jezera?
epochalnisvet.cz
Pátrání po nacistickém zlatě: Je ukryté pod hladinou německého jezera?
Nad vodou se převalují chuchvalce mlhy, ze kterých se náhle vynoří siluety několika člunů. Mají velmi podivnou posádku. Dobře živení, po zuby ozbrojení muži v černých uniformách a na straně druhé: zubožená těla oblečená v chatrných vězeňských hadrech. Co tato přízračná scéna znamená?   Je jaro roku 1945, druhá světová válka se chýlí ke konci. Jezero Stolpsee
Stinná stránka rozvinutějších mozků: rychleji stárnou
21stoleti.cz
Stinná stránka rozvinutějších mozků: rychleji stárnou
Lidský mozek, více než jakýkoliv jiný orgán, odlišuje náš druh od ostatních. Během posledních přibližně sedmi milionů let se jeho velikost a složitost výrazně zvýšila, což nám umožnilo používat jazyk,
&Beyond: Nezapomenutelné safari napříč východní Afrikou pro romantiky i dobrodruhy
iluxus.cz
&Beyond: Nezapomenutelné safari napříč východní Afrikou pro romantiky i dobrodruhy
&Beyond, světově uznávaný lídr v oblasti luxusní ekoturistiky, představuje své rozmanité portfolio safari lodgů a kempů ve východní Africe. Jako lídr v oblasti zodpovědného cestovního ruchu organi
Dechberoucí „katedrála“ v oblacích
rezidenceonline.cz
Dechberoucí „katedrála“ v oblacích
Třípodlažní penthouse na vrcholu nejvyššího věžáku severně od 72. ulice v New Yorku „patřil“ jednomu z protagonistů populárního seriálu, mapujícího život milionářské rodiny Royových. Jakkoliv jsou jejich osudy fiktivní, nemovitosti, v nichž „žijí“, jsou velmi reálné. Ohromující luxusní byt s pěti ložnicemi, čtyřmi koupelnami a výhledem na Husdon Yards je přitom jenom jednou z nemovitostí
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz