Včely medonosné se staly inspirací mimořádně úsporného navigačního systému pro drony

Včely medonosné jsou neúnavní pracanti. Při hledání a sběru potravy se běžně vydávají až dva kilometry od úlu a s pozoruhodnou přesností se vracejí zpět. V přepočtu na velikost těla je to podobný výkon, jako kdyby člověk urazil stovky kilometrů a bez mapy, kompasu, GPS nebo chytrého telefonu suverénně našel cestu domů. Mozek včely je přitom menší než sezamové semínko. Přesto vždy naleznou cestu zpět. 

Výzkumnému týmu, který vedli odborníci nizozemské Technické univerzity v Delftu, se nedávno podařilo využit stejné biologické principy, jaké používají včely, při vývoji navigačního systému pro drony. Nový systém dokáže navádět lehké drony zpět na místo startu s využitím pouhých 42 kB paměti.

Včelí triky pro drony

Navigační systém nese název Bee-Nav. Drony se díky němu mohou samostatně orientovat v prostoru a vracet se do výchozího bodu bez použití zranitelné GPS navigace nebo výpočetně náročných mapovacích systémů. Tvůrci technologii úspěšně otestovali v místnostech i ve venkovním prostředí, včetně letu na vzdálenost přes 600 metrů. Využili neuronové sítě, které jsou tisíckrát menší než modely běžně spojované s moderními systémy umělé inteligence.

Výsledky výzkumu, uveřejněné v prestižním vědeckém časopise Nature, řeší jeden z nejzákladnějších problémů vývoje dronů – navigaci. Ať už jde o inspekce rozmanité infrastruktury, doručování zásilek, monitoring zemědělských plodin nebo průzkum oblastí zasažených katastrofami, autonomní drony musí být schopné určit, kde se nacházejí a jak se dostat do zadaného cíle.

Tajnou zbraní včel při navigaci je odometrie, čili odhad pohybu na základě signálů získaných během letu. Včela si průběžně „počítá“ jak daleko a jakým směrem se pohybuje podle vlastních pohybů těla. Je to podobné, jako když člověk prochází tmavou místností a v duchu si zaznamenává počet kroků a změny směru.

Takové odhady však postupně hromadí chyby. Proto včely využívají také vizuální vzpomínky na své okolí. Než se vydají na delší výpravu, podnikají kolem úlu krátké „poznávací lety“, během nichž si pečlivě prohlížejí orientační body a krajinu v okolí.

Systém Bee-Nav se snaží tuto strategii napodobit. Podobně jako včela i dron nejprve provede krátký let kolem své základny. Během něj pořizuje panoramatické snímky okolí. Ty následně zpracovává malá neuronová síť, která se naučí odhadovat jak směr k výchozímu bodu, tak i vzdálenost od něj.