Nacházíte se zde:
DronZónaNovinkyVčelí mozek v praxi: DRON uletěl 600 metrů bez GPS
Včelí mozek v praxi: DRON uletěl 600 metrů bez GPS
2 minuty čtení
Výrobci dnes na autonomní stroje věší LiDARy, hromady kamer a výkonné
procesory. Výzkumníci z nizozemské univerzity TU Delft na to šli z úplně
opačného konce. Vzali princip, kterým se řídí obyčejná včela
medonosná, a dokázali, že k bezpečnému návratu nepotřebuješ GPS ani
terabajty mapových podkladů. Vystačíš si s pamětí o velikosti
průměrného e-mailového podpisu.
Tým z laboratoře MAVLab publikoval v prestižním časopise Nature výsledky
svého systému Bee-Nav. A pro zbytek robotického průmyslu je to docela
nepříjemná zpráva. Ukazuje se totiž, že k precizní autonomii
nepotřebuješ těžkou senzorovou výbavu. Potřebuješ jen chytřejší
nápad, co si má stroj pamatovat a co může rovnou zahodit.
Odometrie a vizuální paměť v jednom balení
Když chceš, aby se DRON vrátil na místo vzletu bez satelitní navigace, narazíš na problém. Běžně se používá odometrie, tedy odhad dráhy z pohybu obrazu pod strojem. DRON zkrátka sleduje, jak rychle ubíhá zem, a podle toho počítá vzdálenost a směr.
Má to ale jeden zásadní háček. Odometrie sama o sobě postupně kumuluje chybu. Čím delší je let, tím víc se odhad rozchází s realitou. Spoléhat se jen na tento výpočet znamená, že se domů prostě netrefíš. Včely tenhle problém v přírodě řeší elegantně. Než vůbec vyrazí na sběr nektaru, udělají si kolem úlu krátký orientační let. Během něj si vizuálně zafixují okolí z několika úhlů.
Systém Bee-Nav dělá přesně to samé. Před zahájením mise provede DRON krátký let v okolí startu. Během něj sbírá panoramatické snímky, které malá neuronová síť analyzuje.
Odometrický drift nezabránil úspěšnému vizuálnímu návratu domů.
Tohle zjištění z publikace v Nature je klíčové. Výzkumníci totiž síť trénovali přímo na datech, která už obsahovala odometrické chyby. Nečistili je. DRON se naučil číst okolní svět natolik dobře, že nahromaděná chyba v odhadu vzdálenosti přestala v závěru letu hrát roli. Vizuální shoda s naučeným prostředím ho bezpečně navedla domů.
Paměť menší než fotka v mobilu
Nejzajímavější na celém projektu není fakt, že malý DRON našel cestu zpět. Fascinující je, jak málo dat potřeboval. Většina dnešních VSLAM platforem spoléhá na edge computing a kontinuální mapování prostoru, což vyžaduje obrovský výpočetní výkon.
Bee-Nav na to jde jinak. Neuronová síť neukládá samotné fotky. Ukládá pouze extrémně komprimovanou reprezentaci prostoru. Následně jen porovnává, jestli se aktuální výhled podobá něčemu, co už dříve viděla.
Indoor varianta: Pro lety uvnitř hal stačil model o velikosti pouhých 3,4 kilobajtu.
Outdoor varianta: Pro delší venkovní lety se paměť nafoukla na 42 kilobajtů.
Srovnání: I ta větší varianta je zhruba šestsetkrát menší než jedna průměrná fotka ve tvém telefonu.
Zdroj: nature.com
Kde je zatím háček? Vítr má právo veta
Výsledky testování jsou specifické a propast mezi laboratoří a reálným světem zůstává naprosto přiznaná. V uzavřených prostorech testovací arény CyberZoo fungoval systém bezchybně. Jakmile ale DRON vyrazil na venkovní polygon Unmanned Valley ve Valkenburgu, do hry vstoupila fyzika.
Prostředí letu
Vzdálenost
Úspěšnost návratu (do 0,5 m)
Hlavní překážka
Indoor (Haly)
30–110 metrů
100 %
Žádná
Outdoor (Venku)
200–600 metrů
50–70 %
Poryvy větru
Problém venkovního prostředí není ve vzdálenosti, ale v náklonu stroje. Když poryv větru donutí DRON změnit úhel, kamera zabere zem z jiné perspektivy. Vizuální shoda s naučeným modelem okamžitě klesá. Systém zkrátka ztrácí orientaci, protože svět pod ním vypadá najednou jinak.
Tým z TU Delft už plánuje řešení v podobě mechanismu zvaného „uncertainty stop“. Pokud si DRON přestane být jistý obrazem – ať už kvůli větru, nebo ostrému slunci v objektivu – systém se utlumí a počká na lepší data, místo aby naslepo pokračoval špatným směrem.
Skleníky místo bojiště
Současný hardware, který poletuje v delftských halách, váží zhruba 800 gramů a ve vzduchu se udrží 5 až 10 minut. To ale rozhodně není finální cíl. Laboratoř chce technologii Bee-Nav zmenšit natolik, aby fungovala na strojích o váze kolem 30 gramů.
Takový miniDRON by otevřel cestu ke koordinovaným rojům. Cílovou stanicí přitom není vojenský sektor, ale precizní zemědělství.
Lehké autonomní stroje by mohly hlídkovat v rozlehlých sklenících, včas detekovat choroby plodin a samy se vracet do dokovacích stanic. V takovém prostředí potřebuješ techniku, která je naprosto bezpečná pro lidi pracující v řádcích. A to automaticky vylučuje těžké DRONy ověšené drahými senzory. Subtraktivní autonomie – tedy umění odstranit vše zbytečné – tu dává dokonalý smysl.
Vývoj v oblasti autonomie bez GPS ukazuje, že hrubá výpočetní síla není jedinou cestou vpřed. Schopnost orientovat se v prostoru s minimálními nároky na hardware bude v následujících letech definovat to, jak efektivně dokážeme nasazovat robotiku v běžném životě. Zemědělská autonomie bez zbytečné zátěže dává smysl a my v DRONPRO precizní zemědělství běžně řešíme pomocí multispektrálních senzorů a těžších strojů, ale lehké autonomní roje budou brzy dalším logickým krokem.
Pět let. Tak dlouho existuje maďarská firma ABZ Innovation – a za tu dobu se z regionálního výrobce postřikových DRONů dostala do bodu, kdy staví to, co může být největší DRONová továrna v Evropě. Zatímco většina startupů po pěti letech pořád hledá první velký kontrakt, tihle už kupují halu a plánují výrobní linky.
To není příběh o hardwaru. To je příběh o tom, jak vypadá evropský nearshoring v přímém přenosu.
Levný DRON za pár stovek dolarů dokáže vynutit obranu za miliony. A přesně tenhle nepoměr právě dostal jméno, dokument a doktrínu.
Americká Joint Interagency Task Force 401 vydala materiál s výmluvným názvem Small Drones, Big Problems: A First Principles Approach to Countering-UAS. Není to další suchý přehled proti-DRONové techniky. Je to signál, že se něco láme. My v DRONPRO tyhle posuny sledujeme roky – a tenhle je jiný.
Powerus otevřel agro divizi a nasadil svůj heavy-lift H1000 na postřik polí – bez jediné změny v hardwarovém jádru. Stejný stroj, který vozí náklad záchranářům, teď míří nad lány kukuřice v Austrálii a na Novém Zélandu. Proč těžké DRONy přestávají být exotikou a co skutečně rozhoduje o tom, jestli agro DRON vydělá?
Francouzský startup Tornyol postavil 40gramový mikroDRON, který v laboratoři autonomně sestřelil létající hmyz – bez jediné kamery, jen pomocí sonaru s 380 mikrofony. Za projektem stojí bývalý vývojář raket z MBDA. Technologie funguje, ale má více než jeden háček.
DJI Avata 360 spojuje FPV dynamiku s 360° sférickým záznamem v 8K. Framing záběru nevyřešíš před letem, ale až ve střihu – a to mění všechno. Proklepli jsme ho od technických parametrů přes výdrž baterie až po ceny jednotlivých variant.
Komunální policie v turistickém letovisku na Costa Blance porazila národní složky s desetkrát větším rozpočtem. Příběh Benidormu ukazuje, co se stane, když se z jedné termovizní myšlenky postaví kompletní DRONový ekosystém. A proč koupit DRON nestačí.
DRON přelétl jižní Londýn za tři minuty, kurýr by jel dvacet. Britský NHS spustil první rutinní BVLOS přepravu krevních vzorků v historii Velké Británie – a čísla za tím jsou hustší, než by se zdálo. Co to znamená pro zbytek Evropy a kam tohle celé míří?
Piloti Avaty 360 zažili po jednom updatu to nejhorší, co FPV létání nabízí: černý obraz v brýlích při plné rychlosti. DJI reagovalo patchem v01.00.0500 – a přidalo funkci, o které komunita nevěděla, že ji chce. Co přesně opravuje a proč to není jen rutinní update?
Khumbu Icefall je nejsmrtelnější úsek cesty na Everest. Šerpové ho překonávají šest až osm hodin s nákladem na zádech – a každý přechod je sázka na život. DJI FlyCart 100 to zvládá za osm minut s 85 kg na palubě. Co za tím stojí a kam tohle celé míří?
Britská Intelligent Energy odhalila vodíkový powertrain IE-FLIGHT™ 120 – 120 kW, nosnost až 750 kg, dosah v řádu tisíců kilometrů a nulové emise. Místo výfukových zplodin vytéká čistá voda. Proč tohle mění pravidla těžkého bezpilotního létání a proč za tím stojí britské miliardy?