นักวิจัยพัฒนาสวาร์มของโดรนขนาดเล็กเพื่อสำรวจสภาพแวดล้อมที่ไม่รู้จัก

นักวิจัยจาก Delft University of Technology ได้พัฒนาสวาร์มของโดรนขนาดเล็กที่สามารถสำรวจสภาพแวดล้อมที่ไม่รู้จักได้อย่างอิสระ การวิจัยนี้ได้รับการนำเสนอเมื่อวันที่ 23 ตุลาคม ใน Science Robotics การทำงานใหม่นี้มีความสำคัญต่อการพัฒนาสวาร์มโรบอตอย่างต่อเนื่อง

ส่วนหนึ่งที่ท้าทายที่สุดในการพัฒนาดรอนขนาดเล็กเหล่านี้คือการทำให้พวกมันสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ ซึ่งต้องมีการแก้ไขปัญหาความสามารถในการรับรู้และคำนวณที่จำกัดของพวกมัน ทีมนักวิจัยซึ่งประกอบด้วยนักวิจัยจาก TU Delft, University of Liverpool และ Radbound University of Nijmegen ได้ใช้การนำทางของแมลงเป็นต้นแบบ

ศักยภาพที่ยิ่งใหญ่

ตามที่กล่าวไว้หลายครั้งบนเว็บไซต์นี้ สวาร์มโรบอตเป็นสาขาที่เติบโตอย่างรวดเร็วซึ่งสามารถนำไปสู่ความเป็นไปได้มากมาย สวาร์มของแมลงในชีวิตจริงได้ถูกนำมาใช้เป็นต้นแบบสำหรับโรบอตขนาดเล็ก โรบอตแต่ละตัวอาจมีข้อจำกัดในความสามารถ แต่การรวมหลายตัวเข้าด้วยกันสามารถให้ความสามารถใหม่ๆ ได้ โรบอตขนาดเล็กมักจะมีราคาไม่แพง และสามารถทำภารกิจที่โรบอตขนาดใหญ่หลายตัวไม่สามารถทำได้ ด้วยการใช้โดรนโรบอตขนาดเล็กที่ทำงานเป็นสวาร์ม สามารถสำรวจและเข้าใจพื้นที่ภัยพิบัติได้อย่างรวดเร็ว เทคโนโลยีนี้ยังไม่ได้ถูกนำออกมาใช้ แต่นักวิจัยกำลังทำงานอย่างต่อเนื่องเพราะมีความเป็นไปได้ที่ยิ่งใหญ่

ทีมนักวิจัยร่วมของ TU Delft, University of Liverpool และ Radbound University of Nijmegen ได้รับการสนับสนุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติของเนเธอร์แลนด์ NWO Natural Artificial Intelligence programme

พื้นที่หลักที่เทคโนโลยีนี้สามารถใช้ได้คือภารกิจค้นหาและช่วยเหลือ ทีมนักวิจัยได้พัฒนาสวาร์มของโดรนด้วยความคิดที่จะใช้พวกมันในภารกิจเหล่านี้ หากทีมสามารถทำตามที่ต้องการได้ ผู้ช่วยเหลือจะสามารถใช้สวาร์มของโดรนขนาดเล็กเพื่อสำรวจพื้นที่ภัยพิบัติและรายงานกลับมา ตัวอย่างเช่น อาคารที่กำลังจะพังสามารถถูกสำรวจโดยโดรนเหล่านี้ และพวกเขาจะรายงานกลับมาพร้อมที่ตั้งของผู้คนภายใน

สวาร์มของโดรนขนาดเล็กยังสามารถติดตั้งกล้องเพื่อค้นหาเหยื่อได้ ทีมนักวิจัยได้ทดสอบสิ่งนี้โดยส่งโดรนเข้าไปในพื้นที่ออฟฟิศในร่มที่มีเหยื่อปลอมสองตัว การทดสอบนี้สำเร็จ และสวาร์มของโดรน 6 ตัวสามารถสำรวจห้องที่เปิดกว้างได้ถึง 80% ในเวลา 6 นาที สิ่งนี้ไม่สามารถทำได้ด้วยโดรนตัวเดียว

อีกหนึ่งประโยชน์ของการใช้โดรนขนาดเล็กหลายตัวคือหากโดนตัวหนึ่งทำงานผิดปกติและไม่สามารถส่งภาพกลับมาได้ ก็จะมีโดรนอื่นๆ ที่มีข้อมูลเดียวกัน สิ่งนี้ได้รับการแสดงให้เห็นในการทดสอบเมื่อโดรนตัวหนึ่งพบเหยื่อ แต่สูญเสียภาพ และอีกตัวหนึ่งกลับมาพร้อมกับภาพ

ความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุด

Kimberly McGuire เป็นนักศึกษาปริญญาเอกที่ทำงานในโครงการนี้

“ความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในการสำรวจสวาร์มคือระดับของความฉลาดของโดรนตัวเดียว” McGuire กล่าว “ในตอนต้นของโครงการ เราเน้นไปที่การบรรลุความสามารถในการบินพื้นฐาน เช่น การควบคุมความเร็วและการหลีกเลี่ยงอุปสรรค หลังจากนั้น เราได้ออกแบบวิธีการให้โดรนขนาดเล็กสามารถตรวจจับและหลีกเลี่ยงกันเอง เราแก้ปัญหานี้โดยให้โดรนตัวละวิ่งพกชิปสื่อสารไร้สายและใช้สัญญาณความแรงระหว่างชิปเหล่านี้ – สิ่งนี้คล้ายกับจำนวนแถบที่แสดงบนโทรศัพท์ของคุณที่ลดลงเมื่อคุณเคลื่อนออกจาก WiFi รูเตอร์ในบ้านของคุณ ข้อดีหลักของวิธีนี้คือไม่ต้องการฮาร์ดแวร์เสริมบนโดรนและต้องการการคำนวณเพียงเล็กน้อย ”

ส่วนที่ยากที่สุดในการพัฒนาสวาร์มโรบอตขนาดเล็กคือนำทางอิสระ มันค่อนข้างยากที่จะทำให้กลุ่มโรบอตขนาดเล็กสามารถนำทางสภาพแวดล้อมที่ไม่รู้จักได้ สิ่งนี้เป็นเหตุผลหลักที่นักวิจัยหันไปใช้แมลงเป็นต้นแบบ – พวกมันมักจะนำทางสภาพแวดล้อมโดยไม่มีความรู้ล่วงหน้าเกี่ยวกับพวกมัน

“ความคิดหลักที่อยู่เบื้องหลังวิธีนำทางใหม่นี้คือการลดความคาดหวังในการนำทางของเราไปสู่ขั้นต่ำ: เราต้องการให้โรบอตสามารถนำทางกลับไปยังสถานีฐานได้เท่านั้น” Guido de Croon ผู้สืบสวนหลักของโครงการกล่าว “สวาร์มของโรบอตจะกระจายออกไปในพื้นที่โดยให้แต่ละโรบอตติดตามทิศทางที่ต้องการ หลังจากสำรวจ โรบอตจะกลับไปยังเครื่องส่งสัญญาณไร้สายที่ตั้งอยู่ที่สถานีฐาน ”

การพัฒนานี้เป็นเพียงหนึ่งในหลายๆ สิ่งที่กำลังออกมาจากสาขาโรบอต สวาร์มโรบอตเป็นสาขาที่สำคัญซึ่งเปิดโอกาสใหม่ๆ มากมาย