Технологический прорыв: новый микроробот летает и маневрирует со скоростью насекомого

Исследователи из Массачусетского технологического института создали небольших летающих роботов, маневренность которых сравнима с маневренностью насекомых. Они могут выполнять акробатические трюки, включая сальто и быстрые повороты. Двухступенчатый ИИ-контроллер увеличил скорость полета на целых 447%. Эти микророботы могут работать там, где дроны не могут — под завалами, в густой растительности или в узких сооружениях.

До сих пор микророботы могли летать только медленно и по плавным траекториям. Это 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 скрепки для бумаг и может выполнять быстрые и точные движения благодаря улучшенной конструкции крыла и легкой аэродинамике.

Главное новшество — двухуровневая схема управления на основе искусственного интеллекта. На первом этапе мощный контроллер прогнозирует поведение робота и просчитывает оптимальные действия для безопасного следования по траектории. На втором этапе эти данные используются для обучения «политики» управления посредством моделирования обучения. По сути, расширенный планировщик превращается в эффективную модель искусственного интеллекта для принятия решений в режиме реального времени. Политика на основе искусственного интеллекта использует положение робота в качестве входных данных и выдает команды управления, включая тягу и крутящий момент. Эта система позволяет учитывать неопределенность и быстро выполнять сложные маневры.

В ходе экспериментов робот смог увеличить скорость полета на 447%, ускорение на 255% и выполнить 10 сальто за 11 секунд, придерживаясь 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 серии наклонов, которые насекомые совершают во время агрессивных маневров. Они резко ускоряются, принимают нужное положение и останавливаются с обратным наклоном. Эти прыжки позволяют им сориентироваться.

Разработка открывает новые возможности для микроробототехники. В будущем эти роботы смогут использовать встроенные камеры и датчики для автономной навигации, избегать столкновений и координировать действия друг с другом. В настоящее время контроллер работает на внешнем компьютере, а не на самом роботе, но исследователи планируют улучшить алгоритмы управления и создать полностью автономные версии, работающие в реальных условиях.