2022 में, यूएस एयर फोर्स में एक सिविल इंजीनियर, रान्डेल पीटरसन ने एक हवाई क्षेत्र के रनवे पर क्षति का आकलन करने के लिए एक प्रशिक्षण मिशन पर सेट किया, जो एक नकली हमले के बाद “बेस रिकवरी” प्रोटोकॉल का अभ्यास करता है। घंटों के लिए, उनकी टीम रासायनिक संरक्षण गियर में क्षेत्र पर चली गई, जियोकोर्डिनेट्स में रेडियोिंग के रूप में वे क्षति का दस्तावेजीकरण करते थे और अस्पष्टीकृत मुनियों की तरह खतरों की तलाश करते थे।
यह काम तैनात करने से पहले सभी वायु सेना के इंजीनियरों के लिए मानक है, लेकिन यह पीटरसन के लिए विशेष महत्व रखता है, जिन्होंने पिछले पांच वर्षों को तेजी से विकसित करने में बिताया है, एक मास्टर के छात्र के रूप में हवाई क्षेत्रों का आकलन करने के लिए सुरक्षित दृष्टिकोण और अब एमआईटी में एक पीएचडी उम्मीदवार और मैथवर्क्स साथी। पीटरसन के लिए, समय-गहन, श्रमसाध्य और संभावित खतरनाक काम ने दूरस्थ हवाई क्षेत्र के आकलन को सक्षम करने के लिए अपने शोध के लिए क्षमता को रेखांकित किया।
“यह अनुभव वास्तव में आंख खोलने वाला था,” पीटरसन कहते हैं। “हमें लगभग एक दशक से बताया गया है कि एक नई, ड्रोन-आधारित प्रणाली कामों में है, लेकिन यह अभी भी अस्पष्टीकृत आयुध की पहचान करने में असमर्थता द्वारा सीमित है; हवा से, वे बहुत अधिक चट्टानों या मलबे की तरह दिखते हैं। यहां तक कि अल्ट्रा-हाई-रिज़ॉल्यूशन वाले कैमरे अभी भी पर्याप्त रूप से अच्छा प्रदर्शन नहीं करते हैं। अभी भी मैं यह नहीं कर रहा है।
पीटरसन का लक्ष्य हवाई क्षेत्र की क्षति का आकलन करने और अस्पष्टीकृत मुनियों का पता लगाने के लिए ड्रोन-आधारित स्वचालित सिस्टम बनाना है। इसने उसे कई शोध पथों में ले लिया है, गहरी सीखने से लेकर छोटे अनक्रेड एरियल सिस्टम तक “हाइपरस्पेक्ट्रल” इमेजिंग तक, जो तरंग दैर्ध्य के एक व्यापक स्पेक्ट्रम में निष्क्रिय विद्युत चुम्बकीय विकिरण को पकड़ता है। हाइपरस्पेक्ट्रल इमेजिंग सस्ती, तेज और अधिक टिकाऊ हो रही है, जो पीटरसन के अनुसंधान को कृषि, आपातकालीन प्रतिक्रिया, खनन और भवन मूल्यांकन सहित कई अनुप्रयोगों में उपयोगी बना सकती है।
कंप्यूटर विज्ञान और समुदाय ढूंढना
सैक्रामेंटो, कैलिफोर्निया के एक उपनगर में बढ़ते हुए, पीटरसन ने स्कूल में गणित और भौतिकी की ओर रुख किया। लेकिन वह एक क्रॉस कंट्री एथलीट और एक ईगल स्काउट भी था, और वह अपने हितों को एक साथ रखने का एक तरीका चाहता था।
पीटरसन कहते हैं, “मुझे वायु सेना अकादमी द्वारा प्रस्तुत बहुआयामी चुनौती पसंद आई।” “मेरे परिवार के पास सेवा करने का इतिहास नहीं है, लेकिन भर्तीकर्ताओं ने समग्र शिक्षा के बारे में बात की, जहां शिक्षाविद एक हिस्सा थे, लेकिन ऐसा एथलेटिक फिटनेस और नेतृत्व था। कॉलेज के अनुभव के लिए अच्छी तरह से गोल दृष्टिकोण ने मुझे अपील की।”
पीटरसन ने सिविल इंजीनियरिंग में वायु सेना अकादमी में एक अंडरग्राउंड के रूप में पढ़ाई की, जहां उन्होंने पहली बार अकादमिक अनुसंधान का संचालन करना सीखना शुरू किया। इसके लिए उसे कंप्यूटर प्रोग्रामिंग का एक छोटा सा सीखने की आवश्यकता थी।
“मेरे वरिष्ठ वर्ष में, वायु सेना अनुसंधान प्रयोगशालाओं में कुछ फुटपाथ से संबंधित परियोजनाएं थीं जो एक सिविल इंजीनियर के रूप में मेरे दायरे में गिर गईं,” पीटरसन याद करते हैं। “जबकि मेरे डोमेन ज्ञान ने प्रारंभिक समस्याओं को परिभाषित करने में मदद की, यह बहुत स्पष्ट था कि सही समाधानों को विकसित करने से कंप्यूटर विजन और रिमोट सेंसिंग की गहरी समझ की आवश्यकता होगी।”
एयरफील्ड फुटपाथ आकलन और खतरे का पता लगाने से निपटने वाली परियोजनाओं ने भी पीटरसन को हाइपरस्पेक्ट्रल इमेजिंग और मशीन लर्निंग का उपयोग करना शुरू करने के लिए प्रेरित किया, जो उन्होंने 2020 में अपने मास्टर और पीएचडी को आगे बढ़ाने के लिए एमआईटी में आने पर बनाया था।
“एमआईटी मेरे शोध के लिए एक स्पष्ट विकल्प था क्योंकि स्कूल में अनुसंधान भागीदारी और बहु -विषयक सोच का इतना मजबूत इतिहास है जो आपको इन अपरंपरागत समस्याओं को हल करने में मदद करता है,” पीटरसन कहते हैं। “इस तरह से अत्याधुनिक काम के लिए एमआईटी से दुनिया में बेहतर जगह नहीं है।”
जब तक पीटरसन को एमआईटी मिला, तब तक उन्होंने अल्ट्रा-मैराथन, स्काइडाइविंग और रॉक क्लाइम्बिंग जैसे चरम खेलों को भी अपनाया। उनमें से कुछ ने एक अंडरग्राउंड के रूप में पैदल सेना कौशल प्रतियोगिताओं में उनकी भागीदारी से उपजा है। मल्टीडे प्रतियोगिताओं में सैन्य-केंद्रित दौड़ हैं, जिसमें दुनिया भर की टीमें पर्वत पर पहाड़ों की टीमें होती हैं और सामरिक मुकाबला हताहत देखभाल, ओरिएंटियरिंग और मार्कस्मरण जैसी ग्रेडेड गतिविधियों का प्रदर्शन करती हैं।
“मैं कॉलेज में जो भीड़ के साथ दौड़ती थी, वह वास्तव में उस सामान में थी, इसलिए यह रिश्ते-निर्माण का एक स्वाभाविक परिणाम था,” पीटरसन कहते हैं। “ये घटनाएँ आपको 48 या 72 घंटे के लिए चारों ओर से चलाती हैं, कभी -कभी कुछ नींद में मिश्रित होती हैं, और आप अपने दोस्तों के साथ प्रतिस्पर्धा करते हैं और एक अच्छा समय होता है।”
अपनी पत्नी और दो बच्चों के साथ एमआईटी में आने के बाद से, पीटरसन ने स्थानीय चल रहे समुदाय को गले लगा लिया है और यहां तक कि न्यू हैम्पशायर में एक इनडोर स्काइडाइविंग प्रशिक्षक के रूप में काम किया है, हालांकि वह मानते हैं कि ईस्ट कोस्ट विंटर्स उनके और उनके परिवार को समायोजित करने के लिए कठिन हैं।
पीटरसन 2022 से 2024 के बीच दूरस्थ हो गया, लेकिन वह एक घर कार्यालय के आराम से अपना शोध नहीं कर रहा था। जिस प्रशिक्षण ने उन्हें एयरफील्ड आकलन की वास्तविकता को दिखाया, वह फ्लोरिडा में हुआ, और फिर उन्हें सऊदी अरब में तैनात किया गया। वह अपने पीएचडी जर्नल प्रकाशनों में से एक को रेगिस्तान में एक तम्बू से लिखने के लिए हुआ।
अब एमआईटी में वापस और इस वसंत में अपने डॉक्टरेट के पूरा होने के करीब, पीटरसन उन सभी लोगों के लिए आभारी हैं जिन्होंने अपनी यात्रा में उनका समर्थन किया है।
“यह सभी प्रकार के विभिन्न इंजीनियरिंग विषयों की खोज करने में मजेदार रहा है, एमआईटी में सभी आकाओं की मदद से चीजों का पता लगाने की कोशिश कर रहा है और इन वास्तव में आला समस्याओं पर काम करने के लिए उपलब्ध संसाधनों को,” पीटरसन कहते हैं।
एक उद्देश्य के साथ अनुसंधान
2020 की गर्मियों में, पीटरसन ने हेलो ट्रस्ट के साथ एक इंटर्नशिप की, जो एक मानवीय संगठन है जो युद्ध से प्रभावित क्षेत्रों से बारूदी सुरंगों और अन्य विस्फोटकों को साफ करने के लिए काम कर रहा है। अनुभव ने MIT में अपने काम के लिए एक और शक्तिशाली आवेदन का प्रदर्शन किया।
“हमारे पास दुनिया भर में संघर्ष के बाद के क्षेत्र हैं जहां बच्चे खेलने की कोशिश कर रहे हैं और उनके बैकयार्ड में लैंडमाइंस और अस्पष्टीकृत आयुध हैं,” पीटरसन कहते हैं। “यूक्रेन आज खबरों में इसका एक अच्छा उदाहरण है। हमेशा युद्ध के अवशेष पीछे रह जाते हैं। अभी, लोगों को इन संभावित खतरनाक क्षेत्रों में जाना पड़ता है और उन्हें साफ करना पड़ता है, लेकिन नई रिमोट-सेंसिंग तकनीक उस प्रक्रिया को गति दे सकती है और इसे बहुत सुरक्षित बना सकती है।”
यद्यपि पीटरसन के मास्टर का काम मुख्य रूप से सामान्य पहनने और फुटपाथ संरचनाओं के आंसू का आकलन करने के लिए घूमता है, लेकिन उनके पीएचडी ने अस्पष्टीकृत आयुध और अधिक गंभीर क्षति का पता लगाने के तरीकों पर ध्यान केंद्रित किया है।
“अगर रनवे पर हमला किया जाता है, तो उस पर बम और क्रेटर होंगे,” पीटरसन कहते हैं। “यह एक चुनौतीपूर्ण वातावरण का आकलन करने के लिए बनाता है। विभिन्न प्रकार के सेंसर विभिन्न प्रकार की जानकारी निकालते हैं और प्रत्येक के पास इसके पेशेवरों और विपक्ष होते हैं। अभी भी बहुत सारे काम हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर दोनों चीजों पर किए जाने हैं, लेकिन अब तक, हाइपरस्पेक्ट्रल डेटा डीप लर्निंग ऑब्जेक्ट डिटेक्टर के लिए एक आशाजनक भेदभावकर्ता प्रतीत होता है।”
स्नातक स्तर की पढ़ाई के बाद, पीटरसन को गुआम में तैनात किया जाएगा, जहां वायु सेना के इंजीनियर नियमित रूप से उसी एयरफील्ड मूल्यांकन सिमुलेशन का प्रदर्शन करते हैं जो उन्होंने फ्लोरिडा में भाग लिया था। वह जल्द ही किसी दिन उम्मीद करता है, उन आकलन को प्रोटेक्टिव गियर में मनुष्यों द्वारा नहीं, बल्कि ड्रोन द्वारा किया जाएगा।
“अभी, हम साइट की दृश्यमान लाइनों पर भरोसा करते हैं,” पीटरसन कहते हैं। “अगर हम स्पेक्ट्रल इमेजिंग और गहरी-लर्निंग समाधानों में जा सकते हैं, तो हम अंततः दूरस्थ आकलन कर सकते हैं जो सभी को सुरक्षित बनाते हैं।”
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