NaukaHub
Исследователи из Делфтского технологического университета (Нидерланды) разработали систему навигации Bee-Nav, имитирующую поведение медоносных пчел при возвращении в улей. Алгоритм позволяет крошечным дронам преодолевать большие расстояния (до 600 метров) и возвращаться к точке старта без GPS, тяжелых сенсоров и энергоемких вычислений. Вся нейросеть занимает всего 42 килобайта памяти. Система уже протестирована в ангарах (100% успеха) и на открытом воздухе (70% в ветреную погоду — из‑за искажения панорамных изображений).
Медоносные пчелы не строят подробных карт. Они используют комбинацию:
- Одометрии — оценка пройденного расстояния и направления по визуальному потоку (оптический поток);
- Визуальной памяти — запоминают вид окрестностей улья с разных ракурсов.
Одометрия со временем накапливает ошибку (дрейф). При приближении к дому пчела переключается на визуальные ориентиры — узнает знакомые места и корректирует курс. Биологи до сих пор не знают точного механизма, но инженеры воспроизвели его в виде алгоритма:
- Обучающий полет: дрон перед миссией делает панорамные снимки стартовой зоны (имитация изучения окрестностей улья);
- Во время миссии: он полагается на одометрию для грубого возвращения;
- При приближении к базе: активируется визуальное распознавание (сверточная нейросеть) для точной коррекции позиции.
Пчелы улетают далеко по извилистым тропам, но возвращаются почти по прямой. Биологи выяснили, что они используют одометрию, а в финале путешествия — зрительную память. Мы восполнили этот пробел, создав практическую навигационную стратегию для роботов, — пояснил Гвидо де Кроон, профессор биоинспирированного ИИ для дронов в Делфте.
Крошечные дроны с Bee-Nav могут работать роями в закрытых помещениях (теплицы, склады, фабрики) там, где GPS недоступен. Основное применение технологии:
- Мониторинг сельхозкультур — раннее обнаружение вредителей и болезней. Дрон летает между растениями, не травмируя их, и возвращается на зарядную станцию;
- Промышленная инспекция — проверка состояния трубопроводов, резервуаров, мостов без участия человека;
- Поисково-спасательные операции в зданиях.
Главное преимущество — безопасность. Легкий дрон с пропеллерами в защитном кольце не нанесет вреда человеку, даже если столкнется. А низкая вычислительная мощность (42 КБ) позволяет использовать дешевые микроконтроллеры и продлевает время полета.
Главный недостаток Bee-Nav — зависимость от стабильного горизонта. Ветер, меняющий крен дрона, искажает панорамные изображения, что приводит к провалам распознавания (снижение до 70%). Кроме того, технология не рассчитана на ночное время или экстремальную погоду (дождь, туман) — там нужны другие сенсоры.
Читайте также нашу статью о том, как в «Ростехе» создали комплекс для срыва массированных атак FPV-дронов.
<div class="mediaPollEmbed" data-prerendered><noscript><section><h2>Куда уходит экранное время: что россияне чаще всего делают в смартфоне</h2><p>7 вопросов</p><form method="POST" action="https://media-poll.mail.ru/api/f7bc6674-cad0-5dec-b90d-feb273350ee9"><fieldset><legend>Сколько активного экранного времени на смартфоне у вас обычно набирается за день?</legend><label><input type="radio" name="26686" value="94329"/>1–2 часа</label><br/><label><input type="radio" name="26686" value="94330"/>3–4 часа</label><br/><label><input type="radio" name="26686" value="94331"/>5–6 часов</label><br/><label><input type="radio" name="26686" value="94332"/>Больше 6 часов</label><br/><label><input type="radio" name="26686" value="94333"/>Не отслеживаю экранное время</label><br/></fieldset><button type="submit">Далее</button></form></section></noscript></div><script type="text/javascript">(function(window){var mediaPoll=(window.mediaPoll=window.mediaPoll||{});var container=document.currentScript.previousElementSibling;var uuid="f7bc6674-cad0-5dec-b90d-feb273350ee9";mediaPoll.loadAPIPromise=mediaPoll.loadAPIPromise||new Promise((resolve,reject)=>{const loadScript=(onload,onerror)=>{var head=document.getElementsByTagName('head')[0];var script=document.createElement('script');script.async=true;script.onload=onload;script.onerror=onerror;script.src='https://media-poll.mail.ru/-/1778677839930/embed/main.js';head.appendChild(script)};loadScript(resolve,()=>{mediaPoll.loadAPIPromise=null;reject()})});mediaPoll.loadAPIPromise.then(()=>{window.mediaPoll.render(uuid,container)})})(window)</script>