ドローンで検索するために提供された隕石

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ドローンで検索するために提供された隕石
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Anonim
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火の玉の飛行、記事の著者が探していた隕石

アメリカ、オーストラリア、イギリス、フランスのエンジニアは、カメラ付きのドローンを使用して、落下する前にフレアによって隕石を見つける方法を開発しました。アルゴリズムを使用して、彼らは米国ネバダ州で隕石の破片が落下する可能性のある面積を計算し、ドローンはこの場所に飛んで多くの詳細な画像を撮影しました。そこでニューラルネットワークは最も類似したオブジェクトを見つけました隕石。この記事はジャーナルMeteoritics&Planetary Scienceに掲載され、そのプレプリントはarXiv.orgで入手できます。

毎日、何千もの流星体が地球の大気圏に入ります。それらの大部分は、海や人口の少ない陸地で燃え尽きるだけでなく、それらからのフレアがほとんど見えない日中も燃え尽きます。さらに、大気中で燃える気象体のごく一部だけが完全に燃え尽きて地球の表面に落ちるわけではなく、原則として、それらはマグニチュード-8以上のフレアを生成します。潜在的に、落下する隕石を撃つことによって、その飛行の軌道とその破片の落下のおおよその面積を計算することが可能です。これは、地球のさまざまな部分にあるカメラで構成される、プロおよびアマチュアの隕石検索ネットワークによって行われます。しかし実際には、この方法で見つかった隕石は約3ダースだけでした。これは、そのような検索が労働集約的であるという事実に部分的に起因しています-検索領域は数十平方キロメートルであり、その結果、結果が得られないことがよくあります。しかし、発見された隕石は地球への接近の軌跡と比較することができ、そこからどの家族から計算することができるので、成功した検索は太陽系の形成の初期段階を研究する科学者にとって非常に興味深いものです小惑星のそれが形成され、それによってその化学組成を遠隔で研究します。

SETI協会のジムアルバースとNASAのエイムズ研究センターが率いるエンジニアのグループは、落下からのフレアによって隕石を見つけるコストを簡素化および削減することを決定し、このためのドローンベースのシステムを開発しました。彼らは、レーザー高度計、GoProカメラ、PixHawk GreenCubeフライトコントローラー、およびArducopterソフトウェアを搭載した3DRSoloクワッドコプターを使用しました。エンジニアは、検索エリアをドローンが撃つべき場所のグリッドに分割するプログラムを作成しました。グリッドのサイズは、作者が2メートルから6メートルまで変化させた射撃の高さに応じて選択されます。また、ドローンには高度計が装備されているため、地形に関係なく一定の高度を維持します。

地形上空を飛行した後、ドローンが戻り、分析のためにドローンからデータがダウンロードされます。このために、開発者はRetinaNetニューラルネットワークを使用しました。彼らは、ImageNetデータセットで事前にトレーニングされたネットワークを利用し、オブジェクトの検出に長けており、独自のデータセットで再トレーニングしました。これを行うために、彼らは1992年にウガンダに落下したムバレ隕石の8つの断片を使用しました。彼らは破片をさまざまな場所に置き、ハンドヘルドカメラと空中のドローンで撮影しました。また、インターネットからの隕石の写真をデータセットに追加しました。その結果、762枚の画像のデータセットが作成され、さらに垂直方向と水平方向に反射されて2448フレームが取得され、著者はその上でニューラルネットワークをトレーニングして候補オブジェクトを検索しました。

著者らは、2019年7月14日に米国ネバダ州で隕石が落下したときにこの方法をテストしました。それはNASAの流星探索ステーションによって追跡されました。彼らの計算によると、地面に到達できる質量は35.3±3.7キログラムでした。エンジニアは、隕石の密度を1立方センチメートルあたり3.2グラムと見なし、風モデルを使用して、落下の面積、最も可能性の高い点(小さな面積)、およびそれらの上にある可能性のある断片の質量のおおよその分布を計算しました。彼らは、モデルがそれぞれ約10グラムと100グラムの質量の断片の可能性を予測した2つのポイントを選択しました。彼らはドローンを彼らに送り、ある地点で彼らはコレクションから8つの隕石すべてを散乱させて、新しい地域での認識をテストしました。

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隕石の破片が落下する可能性のある地図

その結果、アルゴリズムが8つの隕石すべてを認識していることを確認し、3つの候補オブジェクトを選択して、画像ジオタグを使用してそれらを検索しました。現場に到着すると、オブジェクトの1つが暗い影を与える暗いブラシであり、他の2つは隕石に非常によく似ているが、そうではなかった石であることがわかりました。研究の著者は、隕石が見つからず、システムを改善する必要があるが、将来的には、この方法が隕石の検索に役立ち、完全に手動の検索と比較して高速化する可能性があると述べました。

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ニューラルネットワークによって検出された3つの候補オブジェクト

ドローンは低コストであるため、失われた人々やサメからソビエトの鉱山やハナウドまで、さまざまなオブジェクトを検索するために使用されます。

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