Муравьи и пчёлы научили крошечные дроны ориентироваться без GPS, маяков и лидаров

Читать в полной версии

Сегодня система ориентации дронов в пространстве, например, для самостоятельного возвращения на базу, требует либо радиосигналов, либо мощных вычислительных средств на борту коптеров. Такие решения не подходят для работы в условиях ограничения связи или для миниатюрных устройств. В то же время муравьи и пчёлы не имеют проблем с ориентацией в пространстве, несмотря на свою миниатюрность. Оказалось, что дроны тоже так могут.

Источник изображений: TU Delft

Муравьи для запоминания обратной дороги сочетают два подхода. Во-первых, своими глазами они делают «панорамные снимки» окружающей местности. Во-вторых, они «подсчитывают» количество шагов между местами, которые запоминают. Сопоставляя одно и другое муравей способен вернуться домой после любого путешествия. Воздушные дроны не могут подсчитывать шаги, хотя возможность делать панорамные снимки для них не проблема.

Летающие дроны могут воспользоваться иным методом одометрии, подсмотренным у пчёл. Пчёлы запоминают скорость перемещения между локациями по скорости перемещения объектов, над которыми они пролетают. Это также помогает запомнить направление движения.

Учёные из Делфтского технического университета в Нидерландах (TU Delft) совместили обе технологии в крошечном 56-грамовом квадрокоптере CrazyFlie, который был слишком мал, чтобы нести мощную систему автономной навигации. При смене маршрута он делал панорамный снимок местности, а затем запоминал время и скорость движения к следующему месту съёмки. Прокручивая локации в обратном порядке, дрон смог вернуться домой по 100-м лабиринту, задействовав всего 1,16 Кбайт памяти.

Когда-нибудь тысячи крошечных дронов с подобной технологией смогут самостоятельно выполнять свою работу по инспекции объектов, мониторингу сельхознасаждений или даже опылению растений, полагаясь лишь на муравьиную способность ориентироваться в пространстве. Это будет забавный виток эволюции.