Исследователи научили дроны избегать аварий до того, как станет слишком поздно

Инженер из Хьюстонского университета разработала новую бортовую систему безопасности, которая может помочь дронам избегать аварий еще до того, как они произойдут, даже если неожиданные факторы сбивают их с курса.

Технология, разработанная специально для квадрокоптеров, выполняет роль автономного «контролера безопасности». Вместо того чтобы заменять пилота или полетное программное обеспечение, она постоянно отслеживает состояние летательного аппарата во время полета и вмешивается только тогда, когда обнаруживает, что дрон вот-вот попадет в опасную ситуацию.

Идея проста. Дрон может идеально следовать заданному маршруту, но внезапный порыв ветра, резкое воздействие или другая внешняя сила могут быстро подтолкнуть его к препятствию или небезопасной зоне. Новая система разработана для того, чтобы распознавать этот риск в режиме реального времени и автоматически вносить коррективы до возникновения столкновения.

Исследование проводилось под руководством Марции Ческон, доцента кафедры машиностроения и аэрокосмической техники имени Дэвида К. Циммермана в Инженерном колледже Каллена Хьюстонского университета, и было опубликовано в цифровой библиотеке Американского общества инженеров-механиков.

Ческон описывает эту технологию как «невидимый забор» вокруг дрона.

«Вы можете представить это как невидимый забор, который определяет, где дрон может находиться в безопасности, — объясняет она. — Всякий раз, когда «контролер безопасности» прогнозирует, что дрон опасно приблизится к границе и потенциально может врезаться в нее, разработанный нами алгоритм отталкивает его обратно».

В основе системы лежит математическая концепция, известная как функция барьерного контроля (Control Barrier Function, CBF). Программное обеспечение постоянно контролирует наклон и положение дрона, прогнозирует, приближается ли он к небезопасному состоянию, и при необходимости временно берет управление на себя, чтобы удерживать аппарат в пределах допустимых параметров полета.

По словам Ческон, эта работа преодолевает важный разрыв между теоретическими исследованиями безопасности и практической эксплуатацией дронов. Вместо того чтобы существовать только в симуляциях, система безопасности была разработана и протестирована на реальном оборудовании в университетской лаборатории передового обучения, искусственного интеллекта и управления.

Поскольку дроны берут на себя все более сложные задачи — от инспекции критически важной инфраструктуры до работы в переполненных или ограниченных пространствах, — подобные системы могут обеспечить дополнительный уровень защиты, не мешая штатному полету. Вмешиваясь только тогда, когда это необходимо, технология призвана сделать автономные и пилотируемые полеты дронов более надежными, снижая риск аварий, вызванных непредсказуемыми условиями.

Читайте также: AVSS устанавливает производственный рекорд на фоне растущего мирового спроса на дроны