Az egerektől lesték el, a drónoknál is működik: sötétben is lát a bajuszos drón

A patkányok és az egerek sohasem rohannak neki egy széklábnak, akkor sem, ha matt sötét van. Magabiztos tájékozódási képességüket kis bajuszkájuknak köszönhetik, amely lehetővé teszi számukra, hogy a tárgyakat még azelőtt észrevegyék, mielőtt túl közel kerülnének hozzá. A bajusz ugyanis az érintésen kívül a rezgéseket és még a finom légáramlásokat is képes érzékelni.

Megtetszhetett ez a képesség a holland Delft Műszaki Egyetem kutatóinak, akik könnyű, bajusz alapú tapintásérzékelőkkel, mondhatni kis bajuszokkal szereltek fel drónokat. A nitinol huzalból, egy ultrakönnyű, alakmemóriás nikkel-titán ötvözetből készült bajusz lehetővé teszi a drónok számára, hogy tapintással érzékeljék a környezetüket, így sötétben és rossz látási viszonyok között is képesek működni. Míg a legtöbb robot távolról érzékeli a világot, például kamerával vagy lézerrel, ez a drón fizikailag lép kapcsolatba a környezetével, és az érintésből épít fel használható információkat.

A fejlesztés persze nem jelenti azt, hogy a mai fejlett drónok véletlenszerűen ütköznének tárgyakkal. Az ilyen modern, autonóm eszközökben rendkívül kifinomult berendezések, fejlett navigációs és tárgyelkerülő rendszerek gondoskodnak arról, hogy szinte soha ne ütközzenek akadályokba. A probléma nem is velük, hanem a jóval kisebb autonóm drónokkal van – magyarázza a New Atlas. E kis készülékeknél sokkal nehezebb egyensúlyt teremteni a súlykorlátozások és a rendszerek által kínált teljesítmény között. A kamerák, a LiDAR és más hagyományos navigációs érzékelők általában túl nehezek ahhoz, hogy integrálhatók legyenek az ilyen pici eszközökbe.

A most fejlesztett mesterséges bajuszok tömege egyenként 3,2 gramm, a hosszúságuk pedig 20 centiméter. Mindkét bajusz tövénél három apró nyomásérzékelő található. Amikor a szál például falhoz ér, akkor kicsit meghajlik, és az érzékelők mérik a keletkező nyomásváltozást. Ezekből a jelekből becsüli meg ezután egy fedélzeti mikrovezérlő, hogy hol és milyen mélységben történt az érintkezés, ami alapján a drón már módosíthatja a mozgását, követheti a falat, és feltérképezheti a környezetét.

TU Delft Aerospace Engineering

A rendszer kevesebb mint két ezredmásodperc alatt képes érzékelni a nyomásváltozásokat. A téves jelek elkerülése érdekében a kutatók kifejlesztettek egy könnyű, valós idejű feldolgozó folyamatot, amely fejlett fedélzeti szoftvert használ a tapintási információk megkülönböztetésére a drón saját propellerei által generált turbulenciától, és csak repülés közben nyer ki megbízható tapintási információkat. „Meg akartuk mutatni, hogy nem kell, hogy az érintés a méret vagy a számítási teljesítmény rovására menjen. A teljes tapintási érzékelési folyamatunk mindössze 34 kilobájt memóriát használva fut a fedélzeten, lehetővé téve egy apró drón számára, hogy valós időben érzékelje és reagáljon a környezetére” – mondta Chaoxiang Ye, a kutatási projekt egyik résztvevője.

A kísérletekben a bajuszos drón teljes sötétségben követte a felszín kontúrjait, falkövető viselkedéssel fedezte fel a zárt tereket, térképeket készített ismeretlen környezetekről, és vizuális érzékelők nélkül talált kijáratokat. Ezek a képességek nagyon hasznosak a kutatási és mentési helyzetekben, ahol a sötétség, a füst, a por és más részecskék korlátozhatják a látás alapú navigációt.

Természetesen az ilyesfajta navigációnak is vannak korlátai. Rövid a hatótávolság, hiszen a bajuszszálak mindössze 20 centiméter hosszúak. Lassan kell haladnia a drónnak, ugyanis ha túl gyorsan repül, akkor mire érzékeli az akadályt, a lendülete miatt már neki is ütközhet. Végül pedig nem érzékel minden irányban: az elöl elhelyezett bajuszok nem feltétlenül veszik észre az oldalról közeledő akadályokat. Ezért a rendszer jelenleg elsősorban viszonylag szűk, falakkal határolt és rossz látási viszonyok között használható terekben ígéretes, nem pedig olyan küldetéseknél, ahol gyors, szabad repülésre van szükség.