Дроны научились летать как мухи благодаря новой разработке

Исследователи из Шанхайского университета Цзяо Тун разработали новую технологию, позволяющую группам дронов автономно летать в сложных условиях на высокой скорости. Система основана на облегченной искусственной нейронной сети, вдохновленной поведением летающих насекомых, таких как мухи.

Ключевое преимущество разработки — компактная нейронная сеть, состоящая всего из трех сверточных слоев с общим объемом менее 2 МБ. Она работает на недорогой вычислительной плате стоимостью 21 доллар и способна генерировать команды управления на основе карт глубины с низким разрешением 12x16 пикселей.

В отличие от традиционных систем, которые разбивают задачу навигации на отдельные модули (оценка состояния, картографирование, планирование маршрута), новый подход использует сквозную архитектуру, напрямую преобразующую данные с датчиков в команды управления. Это существенно снижает задержки в реакции дронов и риск столкновений.

Примечательно, что система была полностью обучена в симуляторе с использованием дифференцируемого физического движка. Обучение заняло всего 2 часа на графическом процессоре RTX 4090 без необходимости в больших массивах данных или демонстрациях, созданных вручную.

Технология поддерживает многоагентную навигацию без централизованного планирования или явной коммуникации между дронами. Во время тестирования дроны успешно перемещались со скоростью до 20 м/с, избегая столкновений с препятствиями и друг с другом.

Исследователи профессор Даньпин Цзоу и профессор Вэйяо Линь отмечают, что их система демонстрирует три важных принципа: небольшие модели могут решать сложные задачи навигации; для эффективного обучения не требуются огромные массивы данных; даже изображение с низким разрешением может использоваться для точного управления роботами при наличии встроенного понимания физического мира.

В настоящее время команда изучает возможность использования оптического потока вместо карт глубины для полностью автономного полета, что еще больше приблизит систему к естественным стратегиям навигации насекомых.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Machine Intelligence (2025).

Источник: Tech Xplore