MIT создал летающего микроробота с рекордной манёвренностью для работы в завалах
Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) представили усовершенствованного летающего микроробота, чьи скорость, манёвренность и способность к резким акробатическим трюкам теперь вплотную приближаются к возможностям настоящих насекомых. Этот значительный прорыв в области микро-робототехники открывает путь к применению подобных устройств в поисково-спасательных операциях, например, в разрушенных землетрясениями зданиях, куда не могут проникнуть более крупные аппараты.
Робот, размером со спичечный коробок и весом меньше канцелярской скрепки, приводится в движение мягкими искусственными мышцами, заставляющими его большие крылья совершать высокочастотные взмахи. Однако ключевым усовершенствованием стала не только долговечная «механика», но и принципиально новая система управления на основе искусственного интеллекта.
Как пояснил доцент MIT Кевин Чен, предыдущие версии таких роботов могли летать лишь медленно и по предсказуемым траекториям, а их системы управления требовали трудоёмкой ручной настройки. Новая же разработка команды, выполненная совместно с профессором Джонатаном Хоу, использует двухуровневую стратегию. Сначала модель прогнозирующего управления рассчитывает сложные манёвры с учётом физических ограничений, а затем лёгкая нейросеть, обученная методом имитационного обучения, воспроизводит эти расчёты в реальном времени практически мгновенно.
Благодаря этому робот демонстрирует беспрецедентную динамику: его скорость возросла на 447%, а ускорение — на 255% по сравнению с предшественниками. В ходе испытаний аппарат выполнил десять последовательных сальто за одиннадцать секунд и точно удерживал заданную траекторию даже при воздействии ветра. Также он освоил характерные для насекомых резкие, скачкообразные движения для смены направления, которые используются, в том числе, для стабилизации зрения. Эта способность критически важна для будущего оснащения роботов камерами и сенсорами.
По словам профессора Карнеги-Меллон Сары Бергбрейтер, это исследование показывает, что летающие роботы размером с насекомое как никогда близки к тому, чтобы повторить ловкость созданий природы и вскоре выйти за пределы лабораторий. Следующей целью учёных является разработка полностью автономной навигационной системы, которая освободит робота от необходимости во внешних трекерах движения.
Исследование было в журнале Science Advances.