Несмотря на то, что движение автономных беспилотников в рое часто изображается в научно-фантастических фильмах, это технологический вызов во многих отношениях. Однако группа исследователей из Чжэцзянского университета в Китае успешно провела несколько экспериментов с полетами в сложных условиях, например, в бамбуковом лесу.

«Звездные войны», «Прометей», «Бегущий по лезвию»… Исследователи не стесняются ссылаться на эти знаменитые фильмы во введении к своей научной работе, чтобы представить свои достижения. «Здесь мы делаем шаг вперед (к) такому будущему«, — пишет команда под руководством Синь Чжоу. Работа, опубликованная в журнале Science Robotics, включает видеозаписи нескольких беспилотников, плавно перемещающихся в строю по неровной и труднопроходимой местности, такой как бамбуковый лес.

Маленькие машины, размером не больше ладони, движутся между ветвями, меняя траекторию, чтобы лучше найти друг друга, пробираясь сквозь бамбук в поисках наиболее подходящего пути…

«Рои дронов уже испытывались в прошлом, но либо в открытой среде без препятствий, либо с запрограммированным расположением этих препятствий«, — пояснила Энрика Сория, робототехник из EPFL, в пресс-релизе AFP. Таким образом, эти дроны — настоящий маленький концентрат технологии. Каждый аппарат оснащен камерами определения глубины, датчиками высоты и бортовым компьютером, способным рассчитывать траектории в режиме реального времени. Дроны также связаны друг с другом, что позволяет им действовать как «рой», сохраняя групповую формацию и искажая ее по своему желанию, чтобы адаптироваться к изменениям в окружающей среде.

Чтобы заставить этот рой дронов работать в любых условиях, ученым пришлось найти баланс между различными ограничениями, показанными выше.

Система искусственного интеллекта предвидит столкновения, оптимизирует эффективность полета и координирует рой. Поэтому применяемая траектория не зависит от какой-либо внешней инфраструктуры, например, от местоположения GPS. По словам исследователей, все эти возможности требовали сочетания различных ограничений, которые было трудно накопить: небольшие, легкие аппараты с высокой вычислительной мощностью, способные самостоятельно рассчитывать безопасные траектории без значительного увеличения времени полета.

Система, вдохновленная полетом птиц

«Предложенная система похожа на систему птиц, которые способны свободно летать по лесу, избегая препятствий и других движущихся существ«, — говорят исследователи в документе, представляющем технологию. Эти роящиеся дроны могут иметь широкий спектр применения, который ученые уже начали перечислять. В случае стихийного бедствия их можно послать на разведку местности, выявить спасателей, войти в потенциально опасные здания и т.д. Благодаря своей координации они могут даже транспортировать и доставлять предметы.

Другой возможный вариант использования — аэрофотосъемка, особенно в районах, где доступ человека затруднен. Для экологических исследований внедрение таких дронов в природную среду также позволит избежать присутствия человека. Испытания проводились в различных сценариях. Дроны должны были пролететь через бамбуковый лес, избежать столкновения в зоне, где летало множество других дронов, или следовать за человеком, который должен был показать им дорогу. Конечно, прежде чем такие рои дронов появятся на рынке, их еще нужно будет протестировать в высокодинамичной среде, например, в городах, где им придется постоянно уворачиваться от людей и транспортных средств.