В отличие от птиц, которые с лёгкостью маневрируют в густых лесах и сложных условиях, традиционные дроны обычно полагаются на внешние системы навигации или заранее составленные маршруты. Однако революционная разработка профессора Фу Чжана и исследователей из Гонконгского университета кардинально изменила этот подход.
Их изобретение, получившее название SUPER (Safety-Assured High-Speed Aerial Robot), максимально приближено к возможностям полёта птиц по сравнению с предыдущими технологиями. Этот компактный дрон с колёсной базой всего 280 мм и массой 1,5 кг способен развивать скорость свыше 20 метров в секунду (45 миль в час), автономно обходя препятствия толщиной с электрический провод или ветку.
Ключ к успеху — в сложной интеграции аппаратного и программного обеспечения. Система использует лёгкий 3D LiDAR-датчик, способный обнаруживать препятствия на расстоянии до 70 метров с высокой точностью. В сочетании с этим работает продвинутая система планирования, которая во время полёта строит сразу две траектории: одна оптимизирует скорость, прокладывая путь через неизведанные участки, а другая обеспечивает безопасность, придерживаясь известных, свободных от препятствий зон.
«Это как будто мы наделили дрон рефлексами птицы, позволяя ему в реальном времени уклоняться от препятствий и одновременно устремляться к цели», — объясняет профессор Чжан. Система позволяет микровоздушным аппаратам (MAV) безопасно и эффективно ориентироваться в сложных условиях, даже ночью в густом лесу.
Возможности применения технологии весьма широки. В поисково-спасательных операциях дроны с такой системой смогут быстро перемещаться по зонам бедствий — например, среди завалов или в густых лесах — находя выживших и оценивая опасности быстрее, чем существующие аналоги. Другие сферы применения включают автономную доставку, инспекцию линий электропередачи, экологический мониторинг и картографирование труднодоступных территорий.
Ожидается, что мировой рынок дронов достигнет 163,6 млрд долларов к 2030 году, а сегмент автономных устройств будет расти более чем на 17% ежегодно. Такие инновации, как SUPER, способны радикально изменить способы использования дронов в реальных условиях. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Robotics и знаменуют важный этап в переходе высокоскоростной автономной навигации из лабораторий в практические приложения.