Обычные беспилотники решают задачу «как вернуться домой» одним из двух способов. Либо они полагаются на GPS (что плохо работает внутри зданий или в густой листве), либо строят подробные карты местности — но для этого нужны мощные процессоры и большие батареи, слишком тяжелые для дронов размером с насекомое. Исследователи из Нидерландов и Германии нашли ответ в биологии: надо использовать тот же способ, которым медоносные пчелы находят дорогу домой, находясь в нескольких километрах от родного улья.

Ученые обратили внимание на два механизма, имеющихся у пчел. Первый — одометрия: насекомое оценивает пройденное расстояние и направление по визуальному потоку (как быстро «бегут» объекты в поле зрения). Но одометрия со временем накапливает ошибки. Второй механизм — визуальная память о форме окрестностей улья. Перед первым вылетом пчела совершает короткий ориентировочный полет, запоминая силуэты ближайших объектов. Затем, возвращаясь, она сначала полагается на одометрию, а на последнем этапе — на визуальное узнавание. Комбинация этих двух методов и легла в основу Bee-Nav, сообщает IE.

Перед вылетом дрон тоже совершает краткий облет дома, делая несколько панорамных снимков во всех направлениях. Эти 42 килобайта данных — единственная карта, которая у него есть. Во время вылета дрон отслеживает свой путь одометрией, постоянно накапливая погрешность. Но при возвращении он использует нейросеть, которая сравнивает то, что находится перед его датчиками, с сохраненными в памяти изображениями. Как только изображение совпадает с одним из образцов, машина понимает, что она у цели — даже если одометрия его обманула.

В больших закрытых ангарах система показала успешное возвращение в 100% случаев. В испытаниях под открытым небом на расстоянии 600 метров результаты хуже: около 70%.

Причина сбоев — ветер. Когда сильный порыв наклоняет дрон, его панорамный обзор искажается, и нейросеть не может сопоставить снимок. Это техническое ограничение, которое авторы обещают преодолеть в следующих версиях.

Компания Q-Ctrl совместно с Королевскими ВМС Австралии успешно испытала в прошлом году систему навигации, основанную на квантовом гравиметре. Эта технология может полностью изменить способ навигации в море и обеспечить надёжную альтернативу в ситуациях, когда GPS оказывается недоступен или скомпрометирован.