רחפן מזערי מנווט בסביבות מורכבות במהירות גבוהה

Image by Pixabay
Representational image of drone

This post is also available in: English (אנגלית)

מהנדסים מאוניברסיטת הונג קונג הציגו רובוט אווירי פורץ דרך, בשם "סופר", שנועד לנווט בסביבות מהירות גבוהה בקלילות יוצאת דופן. מודל חדש זה מטפל באתגרים הנפוצים העומדים בפני רחפנים רגילים, במיוחד סביב הימנעות ממכשולים בזמן אמת במהירויות גבוהות, ומסמן זינוק משמעותי קדימה במיקרו-כלים אוויריים אוטונומיים (MAV).

טכנולוגיית ניווט מהפכנית
התכונה הבולטת ביותר של סופר היא מערכת הניווט המתקדמת שלו, המשלבת אלגוריתמי בקרה המופעלים על ידי AI עם חיישן LiDAR תלת-ממדי קל לזיהוי מכשולים מדויק וארוך טווח. בניגוד לדגמים מסורתיים, המסתמכים על נתיבים קבועים מראש או חיישנים חיצוניים, סופר מסתגל בזמן אמת על ידי יצירת שני נתיבי טיסה: אחד הנותן עדיפות לבטיחות בחללים פתוחים, והשני מתמקד במקסום המהירות בכל האיזורים. גישה חדשנית זו של נתיבים כפולים מפחיתה באופן דרמטי את שיעורי הכישלון ביותר מפי 35 ומאפשרת לסופר להגיע למהירויות מעבר ל-20 מטר לשנייה תוך כדי ניווט במרחבים צרים וסביב מכשולים עדינים.

טיסה מדויקת
היכולת של סופר לטוס במהירויות גבוהות דרך מרחבים עמוסים, הלוקחת השראה מהזריזות והקלילות של ציפורים, היא חסרת תקדים. במבחנים מעשיים, הרובוט הצליח לתמרן דרך יערות צפופים, תוך הימנעות מעצים וענפים תוך כדי מעקב אחר מטרה. המערכת מבוססת ה-LiDAR פועלת בתנאי תאורה נמוכה, מה שהופך אותה לאמינה מאוד בסביבות מאתגרות שבהן חיישני ראייה מסורתיים מתקשים בשל מגבלות כמו טשטוש תנועה.

שיפור ביצועים ועצמאות
העיבוד היעיל של נתוני LiDAR של סופר הוא פריצת דרך נוספת. במקום להסתמך על מפות תפוסה מרושתות (occupancy grid maps), היא מנתחת במהירות ענני נקודות LiDAR, ומפחיתה את זמן המיפוי ל-1-5 אלפיות השנייה בלבד. בנוסף, תכנון המסלול של סופר משתמש באלגוריתמים מבוססי שיפוע פשוטים ומהירים יותר, המציעים אמינות טיסה משופרת וזמני תגובה מהירים יותר בהשוואה למערכות קודמות.

פוטנציאל בעולם האמיתי ושדרוגים עתידיים
הודות לתכנונו קל המשקל, בעל הדחף הגבוה ומערכת LiDAR קומפקטית, סופר הוא אידיאלי ליישומים שונים כגון חיפוש והצלה, בדיקות תשתית ולוגיסטיקה בסביבות שקשה לנווט בהן. הצוות חוזה שיפורים עתידיים, כולל חיישני LiDAR קטנים וארוכי טווח יותר, כדי להגביר עוד יותר את המהירות והדיוק.

הפיתוח של סופר מפורט במחקר שפורסם בכתב העת Science Robotics, המדגיש את הפוטנציאל שלו לשנות את תחום הניווט האוטונומי בתרחישים בעולם האמיתי.