In tegenstelling tot vogels, die moeiteloos door dichte bossen en complexe omgevingen navigeren, waren conventionele drones tot nu toe vaak afhankelijk van externe geleidingssystemen of vooraf in kaart gebrachte routes. Een revolutionaire ontwikkeling van professor Fu Zhang en zijn team aan de Universiteit van Hongkong heeft dit paradigma echter drastisch veranderd.
Hun creatie, toepasselijk SUPER (Safety-Assured High-Speed Aerial Robot) genoemd, benadert de vliegcapaciteiten van vogels nauwkeuriger dan welke eerdere technologie ook. Deze compacte drone—met een wielbasis van slechts 280 mm en een gewicht van 1,5 kg—kan snelheden van meer dan 20 meter per seconde (45 km/u) bereiken, terwijl hij autonoom obstakels ontwijkt die zo dun zijn als elektriciteitsdraden of takjes.
De doorbraak zit in de geavanceerde integratie van hardware en software in SUPER. Het systeem maakt gebruik van een lichte 3D LiDAR-sensor die obstakels tot op 70 meter afstand met grote precisie kan detecteren. Dit wordt gecombineerd met een geavanceerd planningsraamwerk dat tijdens de vlucht twee trajecten genereert: één die de snelheid optimaliseert door onbekende ruimtes te verkennen, en één die de veiligheid vooropstelt door binnen bekende, obstakelvrije zones te blijven.
"Het is alsof je de drone de reflexen van een vogel geeft, waardoor hij in real-time obstakels kan ontwijken terwijl hij op zijn doel af racet," legt professor Zhang uit. Het systeem stelt micro-luchtvaartuigen (MAV's) in staat om met ongekende veiligheid en efficiëntie door complexe omgevingen te navigeren, zelfs onder uitdagende omstandigheden zoals dichte bossen in het donker.
De implicaties voor verschillende sectoren zijn aanzienlijk. Bij zoek- en reddingsoperaties kunnen drones met deze technologie snel door rampgebieden zoals ingestorte gebouwen of dichte bossen navigeren, waardoor overlevenden sneller worden gelokaliseerd en gevaren efficiënter worden ingeschat dan met huidige systemen. Andere toepassingen zijn onder meer autonome bezorging, inspectie van hoogspanningslijnen, milieumonitoring en het in kaart brengen van moeilijk bereikbare gebieden.
Aangezien de wereldwijde dronemarkt naar verwachting $163,60 miljard zal bedragen in 2030, met een autonome segmentgroei van meer dan 17% per jaar, zijn innovaties als SUPER klaar om de manier waarop drones in de praktijk worden ingezet te transformeren. Het onderzoek is gepubliceerd in Science Robotics en markeert een belangrijke mijlpaal in de overgang van autonome navigatie op hoge snelheid van het laboratorium naar praktische toepassingen.