ИИ не нужен: дрон, который ориентируется по свету так же, как мотылёк
Инженеры из Университета Цинциннати представили беспилотник с машущими «крыльями», способный зависать и следовать за источником света — без GPS, без сложных вычислений и без искусственного интеллекта.
Аппарат использует простую систему обратной связи, напоминающую биологические механизмы, которые применяют насекомые при наведении на свет.
Команда разработчиков реализовала метод поиска экстремума: дрон непрерывно измеряет результат своих управляющих действий и корректирует параметры полёта так, чтобы минимизировать расстояние до светового источника. По словам авторов, этот подход чрезвычайно экономичен и хорошо масштабируется — вплоть до микроскопических аппаратов. Работа доступна на сервере препринтов arXiv.
Биомеханика как шаблон
Некоторые зависающие насекомые — например, бражники — машут крыльями по траектории, напоминающей цифру «8». Благодаря такой кинематике крыло генерирует подъёмную силу как при движении вниз, так и при движении вверх; гибкая структура крыла деформируется в каждом взмахе, повышая эффективность и манёвренность. Мозг у этих насекомых крошечный — примерно с пылинку пыльцы — но управление полётом остаётся впечатляюще точным и энергоэффективным.
Вдохновлённые этой биологией, учёные спроектировали дрон с четырьмя независимыми «крыльями» из проволоки и ткани. Каждое крыло машет отдельно, обеспечивая управление креном, тангажом и рысканьем. Взмахи происходят так быстро, что глаз видит лишь размытое движение, а характерное покачивание корпуса — не дефект, а инструмент для оценки изменений и постоянной оптимизации.
Следовать за светом
Устройство запрограммировано находить и удерживать заданную дистанцию до источника света. При движении источника дрон выполняет тонкие, непрерывные коррекции курса, компенсируя внешние воздействия по аналогии с тем, как мотыльки справляются с порывами ветра.
«Наши симуляции показывают, что управление на основе поиска экстремума способно естественно воспроизводить стабильное зависание, наблюдаемое у насекомых, — без ИИ или сложных моделей», — отмечает ведущий автор исследования, докторант Ахмед Эльгохари. Он подчёркивает, что принцип прост и работает в реальном времени, что объясняет высокую ловкость крошечных существ при минимальных вычислительных ресурсах.
Исследователи видят практическую ценность таких дронов в задачах длительного наблюдения: высокая энергетическая эффективность делает их подходящими для миссий, где аппарат должен работать часы подряд.
