Не так давно мы рассказывали о беспилотных робопсах, а теперь пришло время обратиться к воздушной стихии. Учёные из нескольких российских институтов разработали прототип беспилотника в виде птицы с независимыми крыльями и хвостовым оперением. Предполагается, что созданный прототип беспилотника поможет в создании серийных биоморфных (созданных по аналогии с живым организмом) беспилотников. Задача, возлагаемая на прототип — найти и понять оптимальные режимы полёта и проверить методы управления беспилотником подобного типа с помощью нейросетевых алгоритмов.
Обычные птицы, живущие в природе во время своего полёта показывают отличную манёвренность, поэтому разработчики пытаются перенять механику этих движений, чтобы внедрить её в беспилотных устройствах. Воздушные беспилотники схожие по строению с природными организмами, в данном случае птицами, называются орнитоптерами. С этой целью команда учёных из МФТИ, Нижегородского государственного университета им. Н. И. Лобачевского и Балтийского федерального университета им. И. Канта создала беспилотную птицу-робота. Она имитирует движения птиц, независимо управляя элементами оперения, меняя размах крыльев и положение хвостового оперения.
Как утверждают разработчики, новизна их беспилотника в том, что у каждой конечности есть собственная связка отдельного двигателя и микроэлектроники, которая управляет движениями. Это придаёт беспилотнику дополнительные свойства, позволяя воспроизводить разнообразные движения настоящей птицы, а это, в свою очередь, позволяет тестировщикам и инженерам выявлять и исследовать оптимальные режимы манёвров и полётов.
«Прототип помогает сверять теоретические выкладки с реальными условиями. Благодаря этой модели можно экспериментально проверить, какое влияние на аэродинамику оказывают постановка крыльев, частота взмахов или положение тела робоптицы в воздушном потоке». — поясняет руководитель лаборатории нейробиоморфных технологий МФТИ и заведующий кафедрой нейротехнологий ННГУ Виктор Казанцев.
С помощью прототипа беспилотника , разработчики, например, определяют, под каким углом лучше расположить крыло беспилотника, чтобы увеличить его подъёмную силу. Или как изменить положение корпуса, чтобы придать ускорение или, наоборот, затормозить робоптицу.
Полученные в ходе тестирования данные нужны для создания систем управления беспилотными птицами. В дальнейшем эти данные будут использовать для начального обучения нейросетей, которые потом будут выполнять функции искусственного интеллекта беспилотных роботизированных птиц. Само же массовое производство пока только в планах, но перспективы у данных разработок очень большие и, наверняка, изготовление таких беспилотных птиц когда-нибудь будет поставлено на поток.
Вот как о новых прототипах беспилотников говорит один из разработчиков: «При создании природоподобных механических устройств нам неизбежно придётся иметь дело с большим количеством параметров, влияющих на полёт. Задачу быстрого выбора оптимальных настроек для успешного маневрирования робоптицы в воздушном потоке можно решить с помощью нейросети. Такие программные алгоритмы сейчас проектируются».
По мере того, как в беспилотник будет добавляться новый функционал, робоптица будет обучаться, а нейросеть будет усложняться. Впоследствии в такой беспилотник можно будет интегрировать различные датчики и приборы для увеличения функционала и мощности системы. В результате команда разработчиков планирует создать такой процессор с внедренным искусственным интеллектом, который будет устанавливаться в «мозг» уже серийных робоптиц.
Стоит сказать, что похожие разработки ведутся и в других странах, а если быть конкретнее, то в Китае и США и наши разработчики беспилотников в этой гонке занимают лидирующие позиции.
Для чего вообще нужны такие беспилотники? В будущем они смогут помогать учёным в проведении разного рода исследований. Например, наблюдать за стаями птиц, перенаправлять их подальше от опасных зон (например от аэропортов), вести мониторинг сельскохозяйственных территорий и даже перевозить с их помощью грузы, вести разведку местности в условиях ЧС или военных столкновений. Более подробно о функционале таких разработок мы обязательно расскажем в одном из наших следующих материалов.