Птицы легко маневрируют в незнакомой местности на высокой скорости, а вот дронам обычно нужны внешние навигационные системы или заранее составленные маршруты. Но команда профессора Фу Чжана из Гонконгского университета совершила прорыв — их дрон теперь летает почти как птица.

Результаты опубликованы в издании Science Robotics.

Разработка называется SUPER  (Safety-Assured High-Speed Aerial Robot).

Этот аппарат разгоняется до 20 м/с, видит препятствия толщиной от 2,5 мм  (например, провода или ветки) и обходит их без помощи внешних систем — только за счет собственных датчиков и процессора.

При этом он компактный (размер по диагонали — 280 мм, вес — 1,5 кг) и может летать даже в густом лесу ночью, избегая тонких препятствий.

Представьте «робоптицу», которая на полной скорости лавирует между деревьев, — говорит профессор Чжан. — Наша система дает дронам реакцию, как у птицы: он видит препятствие и мгновенно меняет траекторию.

Как это работает

• Датчик LiDAR сканирует пространство на 70 метров и строит 3D-карту окружения.
• Алгоритм просчитывает два маршрута: один — самый быстрый (через неизученную зону), второй — безопасный (по проверенному пути).
• Данные обрабатываются в реальном времени, поэтому дрон не снижает скорость даже в сложных условиях.

Технологию уже тестировали в реальных задачах: например, при исследовании древних руин и ночных полетах в лесу.

Теперь дроны смогут участвовать в спасательных операциях, — объясняет ведущий автор исследования Юньфань Жэнь. — Они проберутся в завалы или чащу быстрее людей, работая даже в темноте.

Где пригодится

• Доставка грузов в труднодоступные места.
• Поиск людей в зонах катастроф.
• Осмотр ЛЭП и мониторинг лесов.

Главное преимущество работы — автономность. Большинство дронов зависят от GPS или заранее загруженных карт, а SUPER полагается только на себя. Это критически важно в условиях, где нет связи (лес, разрушенные здания) или когда каждая секунда на счету (поиск выживших после землетрясения).

Второй плюс — скорость реакции. Алгоритмы обработки данных с LiDAR оптимизированы так, что дрон не «задумывается» над каждым препятствием. Это открывает путь для использования в динамичных сценариях: например, в гонках дронов или при уклонении от столкновений в городе.

Наконец, миниатюрность. Компактные размеры и малый вес позволяют запускать аппарат там, где крупные дроны не пролетят — например, в узких щелях между обломками.

Но не все так гладко. Основной недостаток разработки — энергопотребление. Высокоскоростной полет + активное сканирование окружения LiDAR’ом требуют мощной батареи. В текущей версии время работы ограничено, что снижает практическую ценность для длительных миссий (например, мониторинг лесов).

Кроме того, тонкие прозрачные объекты  (например, стекло) могут оставаться «невидимыми» для LiDAR’а — это типичная проблема оптических датчиков.

Ранее ученые изобрели технологию, позволяющую дронам избегать столкновений между собой и с людьми.