Почему исследователь строит роботов, которые выглядят и действуют как летучие мыши
Поисково-спасательные операции часто проводятся в районах, где людям сложно ориентироваться из-за экстремальных погодных условий, неровной местности или опасных условий, таких как дым или пыль.
Исследователь из Вустерского политехнического института (WPI) хочет отправлять на эти миссии вместо людей роботов, созданных по образу и подобию летучих мышей.
Нитин Дж. Санкет, профессор WPI, вместе со своей командой разработал небольших летающих роботов, которые помещаются на ладони и используют ультразвук, подобно летучим мышам. Эти роботы используют программное обеспечение на базе искусственного интеллекта для фильтрации помех из ультразвуковых сигналов, собираемых устройствами, что позволяет им обнаруживать препятствия в радиусе двух метров.
«Поисково-спасательные работы проводятся пешком, — рассказал Санкет TechCrunch. — Многие люди идут пешком с фонариками в очень суровых условиях и рискуют своей жизнью, спасая других. Мы подумали, что дроны — это выход, потому что они могут очень быстро покрывать большие расстояния. Они могут быть маневренными и быстрыми».
Санкет давно интересуется летающими роботами и дронами, а также тем, как эти технологии можно адаптировать к реальным ситуациям. Во время обучения в докторантуре его научный руководитель поставил перед ним задачу создать максимально маленького робота, что побудило его к исследованиям, направленным на создание более компактных машин, используя биологические методы.
«Нам пришлось переосмыслить, каким будет дрон на тот момент, то есть вернуться к биологии, потому что биология справляется с этим лучше, чем мы сегодня», — сказал Санкет. «Как насекомые или птицы справляются с этим, имея крайне ограниченные вычислительные возможности и не очень хороший сенсорный аппарат? Их глаза не так уж и хороши, их мозг очень мал, но они всё равно способны совершать эти удивительные подвиги полёта. Мы начали изучать это, и это привело к моей докторской диссертации».
Санкет построил прототип роботизированного улья, состоящего из небольших дронов, которые могли опылять цветы. Несмотря на все усилия, он понял, что это приложение, вероятно, не достижимо, и начал думать о областях, где биологические роботы могли бы принести пользу раньше, что и привело его к текущему проекту.
При разработке поисково-спасательных роботов основной задачей было создание устройства, оснащенного необходимыми датчиками и летательными технологиями, при этом не сделав его слишком большим, дорогим или энергоемким.
Санкет рассказал, что они обратились к ультразвуковым датчикам, используемым в автоматических смесителях, поскольку они потребляют очень мало энергии. Хотя этот подход был эффективен, пропеллеры, которые они установили на роботах, создавали слишком много шума, что перегружало датчики, определяя препятствия.
Чтобы решить эту проблему, они снова обратились к летучим мышам.
«У летучих мышей есть особые ткани в носу, ушах и рту, толщина и плотность которых адаптивно меняются, чтобы модулировать то, как они слышат и издают звуки», — сказал Санкет. «Мы подумали: „Окей, это суперкруто“. А можно ли нам сделать что-то подобное? Мы разработали напечатанную на 3D-принтере конструкцию, которую разместили перед роботом. Она, по сути, выполняет ту же функцию, что и летучая мышь, а именно меняет форму звука».
Теперь, когда им удалось заставить роботов работать, они работают над решением следующей задачи: повышением их скорости.
«Мы, люди, пытаемся подражать многим вещам, которые делает человеческий мозг», — сказал Санкет. «Мы склонны забывать, насколько удивительны другие животные, которые гораздо меньше нас. Особенно насекомые и птицы, которые гораздо меньше нас, способны совершать удивительные подвиги в навигации, которые, я думаю, мы нечасто видим. Я думаю, нам следует мыслить скорее как учёные, а не просто как инженеры».
Источник: techcrunch.com