前沿信息：科学基金会为气象无人机奖励600万美元

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肯塔基大学宣布，与俄克拉荷马州立大学，俄克拉荷马大学和内布拉斯加大学一起，它已获得600万美元的科学基金会拨款，同意 研究人员开辟无人驾驶飞机系统，用于研究大气物理学。提高精准农业和天气预报。

无人驾驶飞机系统(UAS)目前用于搜索和救援，基础设施检查以及通​​过摄像机和专业传感器收集信息的许多其他方式。这个由四所大学组成的跨学科团队将开辟小型，经济实惠的系统来测量风，大气化学，土壤湿度和热力学参数。这样做将为气象学家提供建立更好的预测模型所需的数据。

该项目名为CLOUD MAP，用于“协作领导操作UAS开辟用于气象和大气物理”，该项目通过激励竞争研究实验计划(EPSCoR)授予，并由俄克拉荷马州立大学领导。CLOUD MAP将结合每所大学的独特专业知识。仅在英国，研究人员将在工程，精准农业和大气化学方面贡献各种专业知识，以实现多方面计划的技术目标。

“这个项目将为我们的环境，农业和蔼象学以及英国和整个四大学科学团队的相关未来研究和教育机会带来重要的科学发现，”Suzanne Smith，唐纳德和格特鲁德莱斯特机械学教授说。工程。自从20世纪80年代早期在工业界工作以来，史密斯就是英国在该项目上的努力的主要研究者，因为她在UAS研究和开辟方面拥有丰富的经验。她还是NASA肯塔基州太空奖和EPSCoR计划的主管，该计划专注于NASA一致的航空航天劳动力进展和研究基础设施开辟。

史密斯将专注于团队的组织网络 - 它如何运作以及如何进展 - 特殊是在12名年轻教师的进展和建立他们未来多学科研究的关系方面。她在系统工程方面的经验以及UAS技术和动态系统识别的先前研究将有助于规划和执行年度协作飞行测试活动，以及从飞行测试结果中推导出大气物理模型。

机械工程助理教授Jesse Hoagg专注于开辟UAS编队的协同操纵方法。换句话说，因为该项目将开辟一队无人驾驶飞机而不是单一车辆，所以Hoagg必须使车辆与高水平的自治一起运行 - 飞行编队，群集和群体; 都没有人类操作员。

“这是关于选择正确的UAS平台，在其上放置正确的传感器包，并开辟正确的操纵算法，以便自动飞机组可以一起工作，在天空中的不同位置进行大气测量，”Hoagg说。

机械工程副教授Sean Bailey负责整合来自移动传感器平台的空间分布数据。从本质上讲，Bailey希翼从UAS猎取数据，这些数据可供模拟大气物理学的科学家使用。这样做将提高预测大气湍流行为的能力，这是预测地表和大气之间的热量，动量，水蒸气，气溶胶和其他污染物交换的关键因素。

“因此，它是许多应用的重要组成部分，如气象学，气候学，风力工程和环境科学，”贝利说。“例如，预测惊险天气的形成; 预测结构载荷; 提高风电场的能源回收率; 或用于预测大气中污染物的轨迹。“

由于该项目有可能揭示污染源和监测空气质量，化学助理教授Marcelo Guzman将利用他在大气化学方面的专业知识开辟空气传播采样系统。Guzman说，将实施能够在高相对湿度条件下工作的化学传感器，并同意 它们检测空气中的低水平污染物。

该团队还预计CLOUD MAP将对肯塔基州的农业产生重大影响。生物系统和农业工程助理教授Michael Sama将专注于空气传播的土壤水文学，开辟定制的多光谱遥感仪器，观察UAS平台上作物和土壤的水分差异。研究土壤中水分的变化将使Sama能够确定它如何影响作物在田间的发育和最终产量。

“它还将提供实施可变速处方灌溉系统的数据，该系统仅在需要的地方施用水，从而保护了至关重要的自然资源。”Sama说。

除了开辟新的无人机系统以改善天气预报和作物灌溉外，该小组的目标是进一步开辟以无人机系统为主题的研究能力和外联活动。英国小组将根据他们在翼设计竞赛中的经验开辟相关的外展计划，该竞赛为肯塔基州的数百名高中生提供了实践工程经验。