Miniaturní drony dostaly hmatové vousky po vzoru potkanů. Dokážou si díky nim najít cestu i ve tmě a v kouři

Potkani a myši se bez potíží pohybují tmavými a stísněnými prostory, ať už jde o jeskyně, podzemní nory, budovy nebo kanalizaci. Jejich tajnou zbraní jsou hmatové vousky, jimiž získávají důležité informace o jeho okolí. Nyní by podobnou schopnost mohly získat i maličké autonomní drony. Umělé vousky inspirované hlodavci jim umožní orientovat se ve tmě, prachu či kouři.

Malé rozměry dronů totiž výrazně omezují použití velkých nebo těžkých navigačních senzorů. Vývojáři Technické univerzity v nizozemském Delftuvyvinuli lehký hmatový senzor založený na umělých vouscích. Dron díky němu dokáže zkoumat okolí a orientovat se pouhým jemným dotykem.

Drony vybavené hmatem

Schopnost pohybovat se v komplexním prostředí je pro autonomní roboty zásadní. U dronů s hmotností pod 100 gramů ale existují výrazná omezení týkající se senzorů, výpočetního výkonu i energie. Klasické navigační systémy, jako jsou kamery, LiDAR nebo dálkoměry, bývají příliš těžké a v prostředí se špatnou viditelností, například v budovách plných kouře nebo v jeskyních, navíc ztrácejí spolehlivost.

Tým, který vedla Salua Hamazová, proto vyvinul lehký hmatový systém, který umožňuje navigaci bez použití zraku. Výsledky výzkumu uveřejnil vědecký časopis Nature Communications. Na přední části miniaturního dronu je umístěna dvojice umělých vousků inspirovaných vibrisami hlodavců. Při kontaktu s okolím poskytují nepřetržitou zpětnou vazbu. Tento přístup umožňuje aktivní „hmatání“ přímo během letu dronu. Hmat se pak stává jeho hlavním smyslem.

„Naším cílem je vybavit drony schopností vnímat okolí prostřednictvím hmatu. Ne kvůli manipulaci ve vzduchu, ale kvůli novému způsobu navigace, který zahrnují dotyky při průzkumu neznámého prostředí,“ uvádí Hamazová. „To ale také znamená problémy. Aby hmatové snímání na dronech fungovalo, musí být lehké, rychlé a energeticky nenáročné. Inspiraci jsme našli v přírodě, konkrétně ve hmatových vouscích.“

Ukázalo se, že to funguje. Při experimentech dokázal dron v naprosté tmě sledovat obrysy pevných i měkkých povrchů a prozkoumávat uzavřené prostory pomocí pohybu podél stěn. Průběžným sběrem informací prostřednictvím umělých vousků vytvářel hmatové mapy neznámého prostředí a pak našel cestu ven, aniž by potřeboval kameru nebo jiný optický senzor.