Вчені з Нідерландів та Німеччини розробили інноваційну навігаційну систему для дронів, засновану на поведінці медоносних бджіл. Ця технологія дозволяє повітряним роботам самостійно знаходити шлях додому навіть після складних і довгих маршрутів. Система під назвою «Bee-Nav» використовує механізми орієнтації, спостережувані у бджіл, і відкриває нові можливості для легких та енергоефективних дронів, які можуть працювати в теплицях, складах і на промислових територіях, повідомляють видання Nature, а також rmf24.
Медоносні бджоли давно привертають увагу вчених завдяки своїй здатності орієнтуватися в просторі. Незважаючи на невеликий розмір мозку, вони здатні долати великі відстані від вулика і безпомилково повертатися додому. Їхній успіх базується на поєднанні двох стратегій: одометрії — оцінки пройденого шляху, та зорової пам’яті, яка допомагає впізнавати навколишні об’єкти.
Команда дослідників з Delft University of Technology, Wageningen University та Carl von Ossietzky University of Oldenburg адаптувала ці природні механізми для робототехніки. Результатом стала система «Bee-Nav», що дозволяє дронам орієнтуватися в незнайомій місцевості без використання GPS або складних карт.
Натхненням для вчених стали так звані навчальні польоти бджіл. При першому вильоті з вулика комаха здійснює короткі польоти поруч із домом, запам’ятовуючи навколишній ландшафт. Це дозволяє бджолі, навіть після тривалих подорожей, повертатися, впізнаючи характерні орієнтири.
Подібний підхід застосовано і до дронів: робот спочатку виконує короткий навчальний політ поблизу стартової точки, фіксуючи панорамні зображення оточення. Потім за допомогою невеликої нейронної мережі аналізує ці зображення і оцінює напрямок та відстань до початкової точки. Система займає всього 42 кілобайти пам’яті, що значно економить ресурси порівняно з традиційними методами, які потребують великих обчислювальних потужностей.
Важливо, що навіть якщо стартова точка або місце паркування дрона приховані, наприклад, деревами чи іншими перешкодами, апарат здатен знайти правильний шлях, спираючись на запам’ятовані зображення та дані одометрії. Випробування в різних умовах — від невеликих приміщень до відкритих просторів довжиною понад 600 метрів — показали, що дрони успішно поверталися до місця старту.
Нова технологія відкриває широкі перспективи для практичного застосування, особливо в тепличному сільському господарстві. Легкі автономні дрони можуть контролювати стан рослин, виявляти хвороби та шкідників на ранніх стадіях, а також допомагати оптимізувати полив і удобрення. Завдяки компактності та безпеці такі пристрої можуть працювати навіть у присутності людей.
«Bee-Nav» також буде корисною на складах, у виробничих цехах та при інспекціях промислової інфраструктури. Дрони з цією системою не потребують дорогих GPS-систем або потужних бортових комп’ютерів, що знижує експлуатаційні витрати і підвищує доступність автономних технологій.
Незважаючи на багатообіцяючі результати, вчені зазначають, що система потребує подальшого вдосконалення. У складних зовнішніх умовах, наприклад при сильному вітрі, ефективність навігації знижується, оскільки дрон нахиляється, що ускладнює аналіз зображень. Робота над підвищенням стійкості системи до таких перешкод триває.
Джерело: rmf24 (www.rmf24.pl/nauka/news-pszczoly-naucza-drony-nawigacji,nId,8081790).
Також на тему:
