Исследователи Разработали Рой Маленьких Дронов для Исследования Неизвестных Сред

Исследователи из Технологического университета Дельфта разработали рой маленьких дронов, способных автономно исследовать неизвестные среды. Исследование было представлено 23 октября в Science Robotics. Эта новая работа важна для продолжающегося развития робототехники роев.

Одной из самых сложных частей разработки этих маленьких роботов было то, что для их автономного движения нужно было что-то сделать с их ограниченными возможностями датчиков и вычислений. Команда, состоящая из исследователей из ТУ Дельфта, Университета Ливерпуля и Радбаудского университета Неймегена, обратилась к навигации насекомых как к модели.

Огромный Потенциал

Как упоминалось много раз на этом сайте, робототехника роев – это растущая область, которая может привести к многим возможностям. Реальные рои насекомых были использованы как модель для маленьких роботов. Один робот может быть ограничен в своих возможностях, но группа роботов может предоставить новые возможности. Маленькие роботы часто менее дорогие и могут выполнять задачи, которые многие более крупные роботы не могут. С помощью использования маленьких роботизированных дронов, действующих в рое, места катастроф можно исследовать и понять намного быстрее. Эта технология еще не доступна, но исследователи постоянно работают над ней из-за великих возможностей.

Совместная исследовательская команда ТУ Дельфта, Университета Ливерпуля и Радбаудского университета Неймегена финансируется голландским национальным научным фондом NWO Natural Artificial Intelligence programme.

Одним из основных направлений, где можно использовать эту технологию, является поиск и спасение. Исследовательская команда разработала рои дронов с идеей использования их в таких миссиях. Если команда достигнет того, чего хочет, спасатели смогут использовать рои маленьких дронов для исследования места катастрофы и отчета обратно. Например, здание на грани обрушения будет исследовано дронами, и они затем отчитаются о местонахождении людей внутри.

Рои маленьких дронов также можно оснастить камерами для поиска жертв. Исследовательская команда протестировала это, отправив дроны в внутреннюю офисную среду, содержащую двух фальшивых жертв. Эксперимент был успешным, и рой из 6 дронов исследовал 80% открытых комнат за 6 минут. Эта задача невозможна с одним дроном.

Еще одним преимуществом наличия нескольких маленьких дронов является то, что если один дрон выходит из строя и не может вернуть изображение, есть несколько других с той же информацией. Это было показано в тесте, когда один дрон нашел жертву, но потерял изображение, и другой вернулся с ним.

Самые Большие Вызовы

Кимберли Макгвайр – аспирант, работавший над проектом.

“Самый большой вызов в достижении исследования роем заключается на уровне индивидуального интеллекта дронов”, – говорит Макгвайр. “В начале проекта мы сосредоточились на достижении основных возможностей полета, таких как контроль скорости и избежание препятствий. После этого мы разработали метод для маленьких дронов обнаружения и избежания друг друга. Мы решили эту задачу, оснастив каждый дрон беспроводной коммуникационной микросхемой и затем используя силу сигнала между этими микросхемами – это похоже на количество полос, показываемых на вашем телефоне, которое уменьшается, когда вы удаляетесь от вашего WiFi-рутера дома. Основные преимущества этого метода заключаются в том, что он не требует дополнительного оборудования на дроне и что он требует очень少их вычислений”.

Самой сложной частью разработки этих маленьких роботов-роев является автономная навигация. Очень сложно получить группу маленьких роботов, способных ориентироваться в完全 неизвестной среде. Это основная причина, по которой исследователи обратились к насекомым как к модели; они часто ориентируются в среде без предварительных знаний.

“Основная идея, лежащая в основе нового метода навигации, заключается в том, чтобы снизить наши ожидания от навигации до предела: мы только требуем, чтобы роботы могли ориентироваться обратно на базовую станцию”, – говорит Гвидо де Крон, основной исследователь проекта. “Рой роботов сначала распространяется по среде, имея каждый робот разное предпочтительное направление. После исследования роботы возвращаются на беспроводной маяк, расположенный на базовой станции”.

Эта новая разработка – только одна из многих, которые появляются в робототехнике. Робототехника роев – это важная область, которая открывает многие новые возможности.