Дослідники перенесли принципи орієнтації бджіл у нову систему навігації для безпілотників, що дозволяє їм повертатися до бази без GPS і складних карт. Ідея базується на тому, як комахи обчислюють шлях під час польоту та запам’ятовують навколишній простір.
Навігація за прикладом бджіл
У природі бджоли здатні відлітати на значні відстані у пошуках нектару, але повертаються до вулика майже прямою траєкторією. Це пояснюється одометрією — внутрішнім механізмом оцінки пройденої дистанції та напрямку руху. Комахи не покладаються на карти, а відстежують власні переміщення, комбінуючи рухові сигнали.
Ще один важливий елемент — візуальна пам’ять. Перед тривалими польотами бджоли виконують так звані «орієнтаційні обльоти», під час яких запам’ятовують ландшафт довкола вулика: розташування об’єктів, світлотіньові контрасти, структуру простору. Це дозволяє їм пізніше знаходити дорогу навіть у складних умовах.
Як працює технологія Bee-Nav
Інженери відтворили цю поведінку в алгоритмі під назвою Bee-Navot. Дрон спочатку здійснює короткий тренувальний політ біля точки старту, фіксуючи панорамні зображення місцевості. Отримані дані обробляє нейромережа, яка визначає напрямок і приблизну відстань до «дому».
Після цього апарат може віддалятися на сотні метрів і повертатися оптимальним маршрутом. Система також враховує дистанцію: при віддаленні дрон рухається швидше, а під час наближення автоматично сповільнюється, що підвищує точність посадки.
Попри успішні лабораторні випробування, у відкритому середовищі виникають труднощі. Зокрема, вітер викликає нахили корпусу, що спотворює візуальні дані й ускладнює розпізнавання орієнтирів. Через це технологія поки що стабільно працює переважно в закритих просторах.
Серед можливих сфер застосування дослідники називають аграрний сектор. Зокрема, компактні безпілотники можуть використовуватися у теплицях для моніторингу стану рослин, виявлення шкідників і ранніх ознак хвороб. Такий підхід здатен зменшити витрати фермерів і підвищити ефективність вирощування культур.
Інтерес до біонічних рішень у робототехніці зростає вже кілька десятиліть. Раніше науковці неодноразово зверталися до поведінки комах, щоб створювати ефективні алгоритми. Наприклад, дослідження джмелів показали, що вони можуть вирішувати нестандартні завдання та навіть використовувати прості інструменти, що відкриває нові можливості для розвитку автономних систем.
