Ученые из Массачусетского технологического института создали крошечных летающих роботов, чья маневренность сопоставима с насекомыми. Эти микророботы способны выполнять акробатические трюки, такие как сальто и быстрые повороты. Благодаря двухэтапному ИИ-контроллеру, скорость их полета увеличилась на 447%. Эти роботы могут работать в местах, недоступных дронам, например, под завалами, в густой растительности или внутри узких конструкций.
Ранее микророботы могли летать лишь медленно и по плавным траекториям, что делало их непрактичными для задач, требующих быстрой реакции и высокой маневренности.
Ученые разработали нового миниатюрного робота размером с насекомое, оснащенного машущими крыльями и мягкими искусственными мышцами. Робот весит меньше канцелярской скрепки и благодаря улучшенной конструкции крыльев и легкой аэродинамике способен совершать быстрые и точные движения.
Главным нововведением стала двухэтапная схема управления на базе ИИ. На первом этапе мощный контроллер прогнозирует поведение робота и рассчитывает оптимальные действия для безопасного следования по траектории. На втором этапе эти данные используются для обучения «политики» управления через имитационное обучение. Таким образом, сложный планировщик превращается в эффективную ИИ-модель принятия решений в реальном времени. Политика на базе ИИ использует позиции робота в качестве входных данных и выдает команды управления, включая силу тяги и крутящий момент. Эта система учитывает неопределенность и позволяет быстро выполнять сложные маневры.
В ходе экспериментов робот смог увеличить скорость полета на 447%, ускорение на 255% и выполнить 10 сальто за 11 секунд, оставаясь на траектории с отклонением всего 4-5 см. Эти результаты демонстрируют высокую точность и стабильность даже при сложных маневрах и внешних помехах. Исследователи также продемонстрировали саккадические движения – быстрые наклоны, которые насекомые совершают для маневрирования. Они резко ускоряются, занимают нужную позицию и тормозят противоположным наклоном, что позволяет им ориентироваться.
Эта разработка открывает новые возможности для микроробототехники. В будущем такие роботы смогут использовать встроенные камеры и сенсоры для автономной навигации, избегать столкновений и координироваться друг с другом. В настоящее время контроллер работает на внешнем компьютере, но исследователи планируют улучшить алгоритмы и создать полностью автономные версии для работы в реальных условиях.
Источник: Хайтек+