Cercetătorii dezvoltă un roi de drone minuscule pentru a explora medii necunoscute

Cercetătorii de la Universitatea Tehnologică Delft au dezvoltat un roi de drone minuscule capabile să exploreze în mod autonom medii necunoscute. Cercetarea a fost prezentată pe 23 octombrie în Robotică științifică. Noua lucrare este importantă pentru dezvoltarea continuă a roboticii roiului. 

Una dintre cele mai dificile părți ale dezvoltării acestor roboți minusculi a fost că, pentru ca aceștia să se miște în mod autonom, trebuia făcut ceva cu privire la capacitățile lor limitate de detectare și de calcul. Echipa, formată din cercetători de la TU Delft, Universitatea din Liverpool și Universitatea Radbound din Nijmegen, a analizat navigația cu insecte ca model. 

Potential enorm

După cum am menționat de multe ori pe acest site, robotica roi este un domeniu în creștere care poate duce la multe posibilități. Roiurile de insecte din viața reală au fost folosite ca model pentru roboți mici. Un robot individual poate fi limitat în abilitățile sale, dar gruparea multor împreună poate oferi noi capabilități. Roboții mici sunt adesea mai puțin scumpi și pot îndeplini sarcini pe care mulți cei mai mari nu le pot. Cu ajutorul unor mici drone robotizate care acționează într-un roi, locurile de dezastru ar putea fi explorate și înțelese mult mai repede. Această tehnologie nu este încă disponibilă, dar cercetătorii lucrează constant la ea din cauza posibilităților mari. 

Echipa comună de cercetare a TU Delft, Universitatea din Liverpool și Universitatea Radbound din Nijmegen sunt finanțate de programul de inteligență artificială naturală NWO al fundației naționale olandeze de știință. 

Unul dintre domeniile majore în care această tehnologie poate fi utilizată este în cadrul misiunilor de căutare și salvare. Echipa de cercetare a dezvoltat roiurile de drone cu ideea de a le utiliza în astfel de misiuni. Dacă echipa realizează ceea ce își dorește, lucrătorii de salvare ar putea folosi roiuri de drone minuscule pentru a explora un loc de dezastru și a raporta. De exemplu, o clădire aflată în pragul prăbușirii ar fi explorată de drone, iar acestea ar raporta apoi cu locațiile oamenilor din interior. 

Roiurile de drone minuscule ar putea fi echipate și cu camere pentru a găsi victime. Echipa de cercetare a testat acest lucru trimițând dronele într-un mediu de birou interior care conținea două victime false. Experimentul a fost un succes, iar un roi de 6 drone a explorat 80% din încăperile deschise în decurs de 6 minute. Această sarcină nu este posibilă doar cu o singură dronă. 

Un alt avantaj de a avea mai multe drone mici este că, dacă una funcționează defectuos și nu reușește să aducă înapoi o imagine, există câteva altele cu aceeași informație. Acest lucru a fost arătat în test când o dronă a găsit o victimă, dar a pierdut imaginea, iar o alta a revenit cu ea. 

Cele mai mari provocări

Kimberly McGuire este doctorand care a lucrat la proiect. 

„Cea mai mare provocare în realizarea explorării roiului constă la nivelul inteligenței individuale a dronelor”, spune McGuire. „La începutul proiectului, ne-am concentrat pe obținerea capacităților de zbor de bază, cum ar fi controlul vitezei și evitarea obstacolelor. După aceea, am conceput o metodă prin care dronele mici să se detecteze și să se evite reciproc. Am rezolvat acest lucru punând fiecare dronă să poarte un cip de comunicație fără fir și apoi utilizând puterea semnalului dintre aceste cipuri - acesta este ca numărul de bare afișat pe telefonul tău care scad atunci când te îndepărtezi de routerul WiFi din casa ta. Principalele avantaje ale acestei metode sunt că nu necesită hardware suplimentar pe dronă și că necesită foarte puține calcule.”

Cea mai grea parte a dezvoltării acestor roboți mici este navigarea autonomă. Este extrem de dificil să faci ca un grup de roboți mici să navigheze într-un mediu complet necunoscut. Acesta este principalul motiv pentru care cercetătorii au apelat la insecte ca model; ei navighează adesea în medii fără nicio cunoaștere prealabilă a acestora. 

„Ideea principală care stă la baza noii metode de navigare este de a reduce așteptările noastre de navigare la extrem: avem nevoie doar de roboți să poată naviga înapoi la stația de bază”, spune Guido de Croon, investigatorul principal al proiectului. „Roiul de roboți se răspândește mai întâi în mediu, făcându-i fiecărui robot să urmeze o direcție preferată diferită. După explorare, roboții se întorc la un far wireless situat la stația de bază.”

Această nouă dezvoltare este doar una dintre multele care ies din robotică. Robotica roi este un domeniu important care deschide multe posibilități noi.