Drony velikosti dlaně s ultrazvukem a AI napodobují netopýry: Proplují mlhou, kouřem a pomohou v záchranných misích

Američtí vědci z Worcester Polytechnic Institute (WPI) vyvinuli miniaturní drony o velikosti dlaně, které využívají ultrazvuk inspirovaný netopýry a umělou inteligenci k navigaci v náročných podmínkách, jako je mlha, kouř nebo stísněné prostory.

Američtí vědci z Worcester Polytechnic Institute (WPI) vyvinuli miniaturní drony o velikosti dlaně, které využívají ultrazvuk inspirovaný netopýry a umělou inteligenci k navigaci v náročných podmínkách, jako je mlha, kouř nebo stísněné prostory. Tento průlom napodobuje způsob, jakým se netopýři spoléhají na jednoduchou echolokaci, aby se pohybovali v tmavém a nepřehledném prostředí s minimálním zpracováním nervovými procesy. Díky pouhým dvěma drobným senzorům a lehkému výpočetnímu výkonu mohou tyto drony samostatně vnímat své okolí a rozhodovat se, což nabízí nízkonákladovou a efektivní alternativu k těžším navigačním systémům založeným na kamerách. Inovace by mohla výrazně zlepšit pátrací a záchranné operace v nebezpečných prostředích, kde tradiční drony selhávají.

Tradiční drony se obvykle spoléhají na kombinaci senzorů, kamer, řídicích jednotek a sofistikovaných algoritmů, které interpretují data z prostředí. Mnoho z nich využívá technologie jako lidar nebo radar, které analyzují světelné nebo rádiové vlny k mapování okolí. Tyto systémy jsou však často těžké, nákladné a spotřebovávají značné množství energie, což omezuje dobu letu a manévrovatelnost dronu. Vizualizační systémy navíc selhávají ve tmě, za špatného počasí nebo v zakouřených podmínkách, a dokonce i mírný hluk z vrtulí dronu může rušit zvukové vnímání. Zpracování těchto informací spotřebovává dodatečnou energii, což dále snižuje účinnost.

Tým profesora Nitina J Sanketa vyvinul kompaktní, křížový kvadrokoptér o šířce přibližně 15 centimetrů a váze asi půl kilogramu, vybavený lehkými ultrazvukovými senzory. Dron obsahuje také akustický štít, který tlumí hluk z vlastních vrtulí, což umožňuje jasnější detekci ozvěn. Pomocí hlubokého učení vědci trénovali palubní počítač dronu, aby interpretoval jemné vzorce ultrazvukových ozvěn způsobem inspirovaným echolokací netopýrů. To umožňuje robotu „slyšet“ překážky a efektivně se pohybovat s minimálním výpočetním výkonem.

Výzkumníci testovali dron jak venku v zalesněném prostředí, tak uvnitř laboratoře plné náročných překážek, včetně průhledného plastu a kovových tyčí. I přes svou nízkou hmotnost se dron úspěšně pohyboval ve stísněných prostorech. Vnitřní testy probíhaly v náročných podmínkách, včetně úplné tmy s černými překážkami a simulovaných environmentálních rizik, jako je mlha a sníh. Dron se dokázal autonomně pohybovat s dostatečnou energií baterie na přibližně pět minut letu. V 180 pokusech dosáhl úspěšnosti mezi 72 a 100 procenty, což dokazuje jeho schopnost manévrovat v nepřehledném a vizuálně zastíněném prostředí. Systém však čelil omezením při setkání s velmi tenkými nebo štíhlými objekty, jako jsou kovové tyče a úzké větve stromů, které odrážely slabší ultrazvukové signály.