Учёные из Нидерландов и Германии разработали инновационную навигационную систему для дронов, основанную на поведении медоносных пчёл. Эта технология позволяет воздушным роботам самостоятельно находить путь домой даже после сложных и длинных маршрутов. Система под названием «Bee-Nav» использует механизмы ориентации, наблюдаемые у пчёл, и открывает новые возможности для лёгких и энергоэффективных дронов, которые могут работать в теплицах, складах и на промышленных территориях, сообщает издание Nature, а также rmf24.
Медоносные пчёлы давно привлекают внимание учёных благодаря своей способности ориентироваться в пространстве. Несмотря на небольшой размер мозга, они способны преодолевать большие расстояния от улья и безошибочно возвращаться домой. Их успех основан на сочетании двух стратегий: одометрии — оценки пройденного пути, и зрительной памяти, которая помогает узнавать окружающие объекты.
Команда исследователей из Delft University of Technology, Wageningen University и Carl von Ossietzky University of Oldenburg адаптировала эти природные механизмы для робототехники. Результатом стала система «Bee-Nav», позволяющая дронам ориентироваться в незнакомой местности без использования GPS или сложных карт.
Вдохновением для учёных послужили так называемые обучающие полёты пчёл. При первом вылете из улья насекомое совершает короткие полёты рядом с домом, запоминая окружающий ландшафт. Это позволяет пчеле, даже после длительных путешествий, возвращаться, узнавая характерные ориентиры.
Подобный подход применён и к дронам: робот сначала выполняет короткий обучающий полёт вблизи стартовой точки, фиксируя панорамные изображения окружения. Затем с помощью небольшой нейронной сети анализирует эти изображения и оценивает направление и расстояние до начальной точки. Система занимает всего 42 килобайта памяти, что значительно экономит ресурсы по сравнению с традиционными методами, требующими больших вычислительных мощностей.
Важно, что даже если стартовая точка или место парковки дрона скрыты, например, деревьями или другими препятствиями, аппарат способен найти правильный путь, опираясь на запомненные изображения и данные одометрии. В испытаниях в различных условиях — от небольших помещений до открытых пространств длиной более 600 метров — дроны успешно возвращались к месту старта.
Новая технология открывает широкие перспективы для практического применения, особенно в тепличном сельском хозяйстве. Лёгкие автономные дроны могут контролировать состояние растений, выявлять болезни и вредителей на ранних стадиях, а также помогать оптимизировать полив и удобрение. Благодаря компактности и безопасности такие устройства могут работать даже в присутствии людей.
«Bee-Nav» также пригодится на складах, в производственных цехах и при инспекциях промышленной инфраструктуры. Дроны с этой системой не нуждаются в дорогих GPS-системах или мощных бортовых компьютерах, что снижает эксплуатационные расходы и повышает доступность автономных технологий.
Несмотря на многообещающие результаты, учёные отмечают, что система требует дальнейшего совершенствования. В сложных внешних условиях, например при сильном ветре, эффективность навигации снижается, поскольку дрон наклоняется, что затрудняет анализ изображений. Работа над повышением устойчивости системы к таким помехам продолжается.
Источник: rmf24 (www.rmf24.pl/nauka/news-pszczoly-naucza-drony-nawigacji,nId,8081790).
Также по теме:
