Исследователи Массачусетского технологического института представили микророботов-лётчиков

Исследователи Массачусетского технологического института представили микророботов-лётчиков, способных двигаться с быстротой и манёвренностью, сопоставимой с настоящими насекомыми. Команда разработала для робота-жука новый контроллер, который позволяет ему выполнять сложные акробатические фигуры в воздухе — например, непрерывные перевороты — а также двухэтапную систему управления на базе ИИ, обеспечивающую высокую надёжность и достаточную вычислительную эффективность для работы в реальном времени.

На первом этапе учёные создали контроллер с прогнозной моделью. Используя математическое описание динамики робота, он вычисляет оптимальную последовательность действий, чтобы избежать столкновений и точно следовать заданной траектории. Несмотря на значительные вычислительные затраты, этот контроллер способен планировать крайне сложные манёвры — воздушные сальто, резкие повороты и агрессивные наклоны корпуса, — учитывая при этом ограничения по силе и крутящему моменту.

Затем исследователи применили имитационное обучение, чтобы передать знания «эксперта-планировщика» модели глубокого обучения, которая способна работать в реальном времени. Такая политика управления — по сути, алгоритм принятия решений — подсказывает роботу, куда и как лететь. Например, для серии последовательных переворотов роботу необходимо заранее снизить скорость и подготовить оптимальные условия для очередного трюка. Благодаря имитационному обучению громоздкий, но точный контроллер был преобразован в компактную и быструю ИИ-модель, способную выполнять агрессивные манёвры практически без задержек.

В экспериментах этот двухэтапный подход позволил микророботу увеличить скорость полёта на 447 %, а ускорение — на 255 %. Он смог сделать 10 сальто за 11 секунд, при этом отклоняясь от траектории не более чем на 4–5 сантиметров. Команде также удалось реализовать характерные для насекомых саккадические движения — резкие изменения направления с последующим мгновенным торможением, которые помогают живым организмам ориентироваться и улучшать восприятие окружающего пространства.

Следующий шаг — оснастить роботов собственными датчиками и камерами, чтобы они могли выполнять полёты на открытом воздухе без внешних систем слежения. Учёные также планируют исследовать способы предотвращения столкновений между микророботами и методы координированной навигации.

Хотя сейчас контроллер работает на внешнем компьютере, исследователи считают, что упрощённые варианты тех же алгоритмов можно будет внедрить и в самих микророботах, несмотря на ограниченные вычислительные ресурсы. Это открывает путь к созданию миниатюрных летающих машин, способных маневрировать не хуже своих биологических прототипов.

С уважением, ООО "Компания "База Электроники"

Вернуться на главную