Дослідники розробили рій дронів для дослідження невідомих середовищ

Дослідники з Дельфтського технічного університету розробили рій дронів, здатних автономно досліджувати невідомі середовища. Дослідження було представлено 23 жовтня в Science Robotics. Ця робота важлива для подальшого розвитку рою дронів. 

Одним з найбільш складних аспектів розробки цих дронів було те, що їм потрібно було рухатися автономно, тому потрібно було вирішити проблему обмежених можливостей їхніх сенсорів та обчислювальних можливостей. Команда дослідників з TU Delft, Університету Ліверпуля та Радбундського університету Неймегена звернулася до інсектів як до моделі. 

Єнормний Потенціал

Як неодноразово згадувалося на цьому сайті, рій дронів – це зростаюча галузь, яка може привести до багатьох можливостей. Реальні інсектні рої були використані як модель для малих дронів. Один дрон може бути обмежений у своїх можливостях, але група дронів може надати нові можливості. Малі дрони часто менш дорогі, і вони можуть виконувати завдання, які багато більших дронів не можуть. З використанням малих дронів, які діють у рої, місця катастроф можна досліджувати та розуміти набагато швидше. Ця технологія ще не доступна, але дослідники постійно працюють над нею через великі можливості. 

Спільна команда дослідників з TU Delft, Університету Ліверпуля та Радбундського університету Неймегена фінансується голландським національним науковим фондом NWO Natural Artificial Intelligence програма. 

Одним з основних напрямків, де цю технологію можна використовувати, є пошуково-рятувальні операції. Команда дослідників розробила рій дронів з ідеєю використання їх у таких операціях. Якщо команда досягне того, чого хоче, рятувальники зможуть використовувати рій малих дронів для дослідження місця катастрофи та надання звітів. Наприклад, будівля на межі колапсу буде досліджена дронами, а потім вони нададуть звіт про місцезнаходження людей всередині. 

Рій малих дронів також можна оснастити камерами для пошуку жертв. Команда дослідників протестувала це, відправивши дрони у внутрішнє офісне середовище, яке містило двох фальшивих жертв. Експеримент був успішним, і рій з 6 дронів дослідив 80% відкритих кімнат за 6 хвилин. Це завдання неможливо виконати одним дроном. 

Іншою перевагою використання кількох малих дронів є те, що якщо один дрон вийде з ладу та не поверне зображення, є кілька інших дронів з тією ж інформацією. Це було показано під час тесту, коли один дрон знайшов жертву, але втратив зображення, а інший повернув його. 

Найбільші Виклики

Кімберлі Макгвайр – аспірантка, яка працювала над проєктом. 

“Найбільший виклик у досягненні дослідження рою лежить на рівні індивідуального інтелекту дронів”, – говорить Макгвайр. “На початку проєкту ми зосередилися на досягненні базових можливостей польоту, таких як контроль швидкості та уникнення перешкод. Після цього ми розробили метод для малих дронів для виявлення та уникнення один одного. Ми вирішили цю проблему, оснастивши кожен дрон бездротовим комунікаційним чіпом, а потім використали сигнал між цими чіпами – це як кількість смуг, показаних на вашому телефоні, які зменшуються, коли ви рухаєтеся від вашого WiFi-рутера вдома. Основні переваги цього методу полягають у тому, що він не вимагає додаткового апаратного забезпечення на дроні та що він потребує дуже мало обчислень”. 

Найскладнішою частиною розробки цих малих дронів є автономна навігація. Це дуже складно зробити так, щоб група малих дронів могла навігаціювати у зовсім невідомому середовищі. Це основна причина, з якої дослідники звернулися до інсектів як до моделі; вони часто навігаціюють у середовищі без будь-якої попередньої інформації про нього. 

“Основна ідея, яка лежить в основі нового методу навігації, полягає у тому, щоб зменшити наші очікування щодо навігації до мінімуму: нам потрібно лише, щоб дрони могли навігаціювати назад до базової станції”, – говорить Гвідо де Кроон, головний дослідник проєкту. “Рій дронів спочатку розсіюється у середовищі, кожен дрон слідує за різним напрямком. Після дослідження дрони повертаються до бездротового маяка, розташованого на базовій станції”. 

Ця нова розробка – лише одна з багатьох, які виходять з галузі робототехніки. Рій дронів – це важлива галузь, яка відкриває багато нових можливостей.