Dron, który nie potrzebuje GPS‑u. Wystarczą mu własne „zmysły” i mapa

GPS wydaje się niezbędny do tego, by maszyna potrafiła określić swoje położenie. Choć jest powszechnie stosowany, pojawiła się technologia, dzięki której dron potrafi zorientować się w swoim położeniu bez korzystania z nawigacji satelitarnej. Maszyna nawiguje jak człowiek – na podstawie mapy i tego, co aktualnie „widzi”.

W przypadku autonomicznych maszyn określanie pozycji za pomocą GPS-u (lub jego odpowiednika, jak np. GLONASS czy Beidou) wydaje się najbardziej oczywistym rozwiązaniem. Niestety, nie zawsze jest to możliwe. Problemy mogą pojawić się we wnętrzach budynków lub sytuacjach, w których komunikacja z satelitami nawigacyjnymi zostanie w jakiś sposób zakłócona. Naukowcy z MIT opracowali rozwiązanie, dzięki któremu latająca maszyna poradzi sobie również w takiej sytuacji, poruszając się przy tym zaskakująco szybko.

Dawni piloci musieli sobie radzić bez GPS-u. Do nawigacji wykorzystywano mapy, gwiazdy i szereg danych, jak kurs czy prędkość samolotu. Jeśli ludzie dawali sobie z tym radę, dlaczego dron nie miałby sprostać temu zadaniu?

Wyzwanie jest stosunkowo proste w przypadku różnego rodzaju wiropłatów, które mogą zatrzymać się w powietrzu, cofnąć czy polecieć w bok i nie mają prędkości przeciągnięcia. Jak podkreśla uczestniczący w projekcie Nick Roy, sprawa komplikuje się jednak, gdy mamy do czynienia z miniaturowym samolotem, który musi z odpowiednim wyprzedzeniem wyznaczyć trasę lotu. Gdy zanadto zwolni lub manewruje zbyt gwałtownie - spadnie, a dodatkowym problemem są zwiększające jego rozmiary skrzydła.

Eksperymentalny, przygotowany przez MIT dron korzysta z mapy danego obszaru i zespołu czujników, w tym m.in. żyroskopu, akcelerometru i dalmierza laserowego - w sumie podczas lotu analizowane są dane z 15 źródeł. Dzięki temu jest w stanie precyzyjnie określić swoje położenie. Skuteczność takiego rozwiązania została przetestowana podczas niemal 5-kilometrowego lotu w wyjątkowo trudnym środowisku, jakim okazał się podziemny parking pod budynkami MIT.

Dron, choć nie mógł korzystać z GPS-u, dzięki mapie skutecznie ominął wszystkie przeszkody, jak zaparkowane samochody, niski sufit czy podpierające strop filary. O tym, jak niesamowicie wyglądało to z punktu widzenia miniaturowego samolotu, możecie przekonać się na poniższym filmie:

Kolejnym wyzwaniem, jakie postawili przed sobą badacze, jest opracowanie takich algorytmów, które pozwoliłyby maszynie działać w zupełnie nieznanym środowisku, bez dostępnej mapy. Dron ma wówczas polegać jedynie na swoich „zmysłach”, na bieżąco obliczając swoje położenie i tworząc własną mapę podczas lotu i odkrywania nowych przeszkód.

Źródło: Popular Science • MIT News