Till skillnad från fåglar, som utan ansträngning navigerar genom täta skogar och komplexa miljöer, har traditionella drönare vanligtvis förlitat sig på externa styrsystem eller förhandskartlagda rutter. Men en banbrytande utveckling från professor Fu Zhang och forskare vid Hongkongs universitet har dramatiskt förändrat detta paradigm.
Deras skapelse, passande nog kallad SUPER (Safety-Assured High-Speed Aerial Robot), efterliknar fåglars flygförmåga närmare än någon tidigare teknik. Denna kompakta drönare – med ett hjulbasmått på endast 280 mm och en vikt på 1,5 kg – kan nå hastigheter över 20 meter per sekund (45 km/h) samtidigt som den autonomt undviker hinder så tunna som elledningar eller kvistar.
Genombrottet ligger i SUPERS sofistikerade integration av hårdvara och mjukvara. Systemet använder en lätt 3D LiDAR-sensor som kan upptäcka hinder upp till 70 meter bort med hög precision. Detta kombineras med ett avancerat planeringsramverk som genererar två flygbanor under färd: en som optimerar hastigheten genom att våga sig in i okända områden och en som prioriterar säkerheten genom att hålla sig inom kända, hinderfria zoner.
"Det är som att ge drönaren fågelns reflexer, vilket gör att den kan undvika hinder i realtid samtidigt som den rusar mot sitt mål," förklarar professor Zhang. Systemet gör det möjligt för mikroflygfarkoster (MAV) att navigera i komplexa miljöer med en aldrig tidigare skådad säkerhet och effektivitet, även under utmanande förhållanden som täta skogar nattetid.
Konsekvenserna för olika branscher är betydande. Vid sök- och räddningsinsatser skulle drönare utrustade med denna teknik snabbt kunna navigera i katastrofområden som raserade byggnader eller täta skogar, lokalisera överlevande och bedöma faror mer effektivt än dagens system. Andra tillämpningar inkluderar autonom leverans, inspektion av elledningar, miljöövervakning och kartläggning av otillgängliga områden.
Eftersom den globala drönarmarknaden förväntas nå 163,60 miljarder dollar till 2030, med det autonoma segmentet växande med över 17 % årligen, är innovationer som SUPER redo att förändra hur drönare används i verkliga situationer. Forskningen har publicerats i Science Robotics och markerar en viktig milstolpe i övergången från höghastighets autonom navigation i laboratoriemiljö till praktiska tillämpningar.