Специалисты из Школы Розенстиля при Университете Майами продемонстрировали принципиально новую методику аэрофотосъемки с использованием визуализации, обеспечивающую точное выявление подводных взрывчатых веществ. Эта перспективная разработка объединяет современные методы мультиспектрального сканирования и искусственный интеллект, что расширяет возможности поиска не взорвавшихся боеприпасов на небольших глубинах.

Согласно мнению специалистов, достигнутые данные способны существенно укрепить защищенность прибрежных территорий по всему земному шару. Неразорвавшиеся боеголовки на небольших глубинах остаются важной мировой проблемой, и предложенный метод с использованием авиации может улучшить точность поиска и создать более безопасную береговую обстановку.

Многочисленные вооруженные столкновения оставили тревожное наследие, погребенное под водой: огромное количество бомб, мин и артиллерийских снарядов, которые представляют опасность для отдыхающих, обитателей морей и морского транспорта. Традиционные способы их обнаружения всегда были затратными и рискованными методами проб и ошибок. Обычные гидролокаторы часто оказываются неэффективны на мелководье, а камеры бесполезны из-за подвижного песка и искажений, создаваемых морскими волнами.

Основной проблемой при составлении карт дна вблизи поверхности является сама вода, которая функционирует как переменная линза, деформирующая свет и размывающая подводные объекты. Чтобы создать карту океанского дна без влияния с поверхности, научная группа под руководством Веда Чираята запустила беспилотные летательные аппараты над Флорида-Кис. Для этого была применена комбинация двух передовых технологий, разработанных NASA.

Первая из них – Fluid Lensing – это разработанная методика, которая убирает деформацию от волн в режиме реального времени, что дает возможность получать четкие изображения морского дна с высоким разрешением. Вторая технология, MiDAR, представляет собой активную многоспектральную систему, посылающую световые лучи различной длины через водный слой, тем самым освещая скрытые участки океана. Во время эксперимента ученые расположили неактивные имитации боеприпасов и макеты на дне моря возле Брод-Ки – исследовательского острова в северной части Флорида-Кис.

Относительно несложно заметить недавно затопленный взрывной механизм, в отличие от поиска того, что покоится на дне уже полвека. За долгие годы изменения уровня воды и морская флора, например водоросли, покрывают его поверхность, сливаясь с подводным рельефом. Для преодоления этой трудности ученые внедрили изображения, полученные дроном, в алгоритм машинного обучения.

Искусственный интеллект был настроен на выявление специфических геометрических особенностей боеприпасов, позволяющих различать их и природные коралловые структуры, валуны и отходы. Анализ продемонстрировал, что даже после нескольких недель воздействия живых организмов и скопления донных осадков, которые серьезно затрудняли видимость испытуемых объектов, система безошибочно определила каждое оружие. Данное решение имеет огромное международное значение, выходящее за рамки прибрежной зоны Флориды.

Неразорвавшиеся военные снаряды, оставленные после прошлых сражений и в заброшенных районах Тихого океана, по-прежнему представляют опасность. Эти боеприпасы выделяют ядовитые вещества в уязвимые экосистемы и неожиданно препятствуют реализации важных проектов развития прибрежной инфраструктуры. Существующие способы выявления таких объектов неэффективны и имеют ограничения: работа водолазов связана с высоким риском, а гидроакустические аппараты не могут безопасно перемещаться на глубине менее десяти метров.

Применение беспилотных летательных аппаратов может ускорить этот процесс и сделать его безопасным, позволяя обследовать протяженные береговые линии за один вылет. Несмотря на то, что предварительные тесты продемонстрировали высокую точность, сейчас ученым необходимо проверить систему в более разнообразных морских условиях – от мутных проливов Атлантики до глубоких бухт Тихого океана.

Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Marine Science.