Дроны научились находить дорогу домой по принципу медоносных пчел

Международная группа ученых разработала навигационную систему для дронов Bee-Nav, вдохновившись тем, как медоносные пчелы возвращаются в свой улей, согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature. Новая технология позволяет небольшим дронам перемещаться без GPS или сложного оборудования, используя нейронную сеть размером всего 42 килобайта — меньше, чем размер типичной фотографии на смартфоне.

Разработкой занимались специалисты Делфтского технологического университета, Вагенингенского университета и исследовательского центра, а также Ольденбургского университета имени Карла фон Осицкого.

Почему навигация остается проблемой

Для автономных дронов одной из основных сложностей является ориентация в пространстве. Большинству современных систем требуется либо GPS, либо непрерывное построение подробной карты окружающей среды. Все это увеличивает энергопотребление и требует мощных вычислений, что особенно критично для миниатюрных устройств.

Исследователи решили обратиться к природе. Медоносные пчелы способны летать на большие расстояния по сложным маршрутам, а затем практически прямо возвращаться в улей. Более того, их мозг несравненно проще, чем даже самые примитивные компьютерные системы.

Как пчелы помогли инженерам

Испытания в ангарах и на открытом воздухе

В ходе испытаний технология показала хорошие результаты как в помещении, так и на открытом воздухе. Исследователи смогли пролететь расстояние около 600 метров с помощью чрезвычайно компактной нейронной сети.

Особенно успешно система работала внутри больших ангаров, где дроны демонстрировали практически идеальную ориентацию. На открытом воздухе эффективность упала примерно до 70%.

Основной проблемой был ветер. При порывах ветра дрон наклоняется, из-за чего панорамные изображения смещаются, и система хуже распознает ориентиры.

"Результаты экспериментов очень обнадеживают. Но они также показывают, что наша нынешняя система должна быть более устойчивой к реальным условиям", - отмечают исследователи.

Где это может пригодиться?

Авторы считают, что Bee-Nav особенно полезен при работе в теплицах и на промышленных объектах. Легкие дроны размером с насекомое более безопасны для людей и могут перемещаться в ограниченном пространстве, отслеживая наличие вредителей, болезней растений или технических неисправностей.

Помимо практической пользы, проект помогает лучше понять самих пчел. Исследование дает биологам новое представление о том, как насекомые используют зрительное обучение и память для навигации на большие расстояния.