Муравьи вдохновили ученых на прорыв в области навигации роботов

Научную работу вчера опубликовали в журнале Science Robotics. Технология позволила крошечным роботам возвращаться домой, используя всего 0,65 килобайта памяти на 100 метров.

Маленькие роботы, которые весят десятки граммов, очень удобны: такой вес делает их безопасными, к тому же они могут перемещаться в труднодоступных местах. Проблема в том, что роботам нужно уметь ориентироваться самостоятельно. Для открытой местности есть GPS, но данные бывают неточными. В зданиях можно использовать маячки, но это дорого, а иногда и невозможно.

Существующие системы автономной навигации предназначены для крупных роботов и совсем не подходят малышам. Например, LiDAR весит в разы больше, чем крошечный робот. Подходы, дающие роботам зрение, требуют 3D-карт с высокой детализацией, соответственно, нужны большие и энергоемкие компьютеры.

Решение ученым подсказали муравьи. Насекомые сочетают отслеживание своего движения (этот процесс хорошо изучен) с так называемой «памятью зрения» (этот процесс изучен плохо).

Одна из теорий предполагает, что насекомые время от времени «фотографируют» окружающий мир в низком разрешении, зато во всех направлениях. Когда насекомое приближается к искомому месту, оно сравнивает то, что видит, со «снимком», и корректирует движение.

Эту стратегию и использовали ученые при создании 56-граммового беспилотника CrazyFlie. Он оснащен всенаправленной камерой, а визуальной обработкой занимается дешевый микроконтроллер. Важные изображения, не требующиеся для навигации, беспилотник может сохранять на SD-карте.

Подход позволяет роботу лишь вернуться в исходную точку, а не создает карту местности, однако этого достаточно для многих целей. В будущем такие роботы могут, например, следить за запасами на складах, искать утечки газа или вредителей в теплицах.