Home גיאו-מרחבי GPS מהמוח האנושי לרחפן: טכנולוגיה נוירומורפית לניווט אוטונומי

מהמוח האנושי לרחפן: טכנולוגיה נוירומורפית לניווט אוטונומי

Image from Neuromorphic Lab
Image from Neuromorphic Lab

This post is also available in: English (אנגלית)

חברת Neuromorphic Lab הינה בוגרת מרכז החדשנות INNOFENSE (אינופנס) שמפעילה iHLS בשיתוף עם משרד הביטחון. תוכנית האצה ייחודית זו מסירה עבור יזמים את החסמים לאקוסיסטם הטכנולוגי, והופכת אותם לחברות בשלות ומובילות תוך חיבור למשקיעים הנכונים ומובילה למיזמים טכנולוגיים דואליים במגזרים האזרחי והביטחוני. מטרת התוכנית היא חיזוק הקשר בין השוק האזרחי והשוק הביטחוני באמצעות פיתוח משותף של הטכנולוגיות, ובכך לקדם ולשפר את הטמעתן בשני השווקים.

רחפנים וכלים אוטונומיים מסתמכים במקרים רבים על GPS כדי לדעת היכן הם נמצאים ולאן עליהם לנוע. אלא שבסביבות כמו מבנים סגורים, מנהרות וחניונים תת־קרקעיים, אותות הלוויין אינם זמינים או אמינים. בשדה הקרב מתווסף לכך איום השיבוש וההטעיה של מערכות ניווט לווייניות, שעלול לפגוע ביכולת הרחפן להשלים את משימתו. אמנם קיימות מערכות ניווט שאינן תלויות ב־GPS, אך רבות מהן יקרות, כבדות ודורשות כוח מחשוב וצריכת אנרגיה גבוהים, מה שמגביל את שילובן ברחפנים קטנים.

כאן Neuromorphic Lab נכנסת לתמונה בכך שמפתחת מערכת ניווט ומיפוי עצמאית שאינה זקוקה ל־GPS, לחיבור לאינטרנט או למפה שהוכנה מראש. המערכת מאפשרת לרחפן להיכנס לסביבה לא מוכרת, למפות אותה תוך כדי תנועה ולחשב את מיקומו ביחס למפה שהוא יוצר. כך ניתן להמשיך לנווט גם במקומות שבהם מערכות ניווט לווייניות אינן מסוגלות לפעול.

בלב הפיתוח נמצאים אלגוריתמים נוירומורפיים, המבוססים על עקרונות פעולה של מערכת העצבים האנושית. בניגוד לשיטות עיבוד מידע מסורתיות, שבהן המחשב מעבד כמויות גדולות של נתונים באופן רציף, הגישה הנוירומורפית מתמקדת בשינויים ובאירועים משמעותיים במידע הנקלט. בדומה לאופן שבו נוירונים במוח מעבירים מידע באמצעות אותות חשמליים, האלגוריתמים משתמשים באירועים המכונים Spikes כדי לעבד מידע במהירות וביעילות.

המשמעות המעשית היא שהמערכת אינה צריכה לנתח מחדש כל פרט בתמונה בכל רגע, אלא יכולה להתמקד במידע שהשתנה. הדבר מפחית את העומס החישובי, את צריכת החשמל ואת הצורך בחומרה כבדה. יתרון נוסף הוא השימוש בחיישני ראייה ותנועה מסחריים ובמחשב קטן המותקן על הרחפן עצמו, ללא תלות בשרתים חיצוניים או בחומרה ייעודית יקרה.

הטכנולוגיה ניתנת לשילוב הן ברחפנים קיימים והן בפלטפורמות שמפתחת החברה, לרבות רחפן ניסוי המיוצר בהדפסת תלת־ממד. במקביל, החברה מפתחת שלוש גרסאות של מודול הניווט: גרסה קטנה לרחפנים ולמשימות קצרות, גרסה בינונית לרחפנים ורובוטים למשימות ממושכות יותר וגרסה גדולה המיועדת גם לכלי רכב ולמערכות בלתי מאוישות גדולות.

היישומים הביטחוניים כוללים ניווט בתוך מבנים, סריקת מנהרות, פעילות תת־קרקעית ועל קרקעית הדורשות ניווט מדויק ומשימות בסביבות שבהן אותות GPS משובשים. אותה טכנולוגיה יכולה לשמש גם לצרכים אזרחיים, כמו איתור וחילוץ במבנים שקרסו, בדיקת מכרות וסריקת מתקנים תעשייתיים. מדובר בטכנולוגיית Dual-Use, שמטרתה להרחיב את יכולת הפעולה העצמאית של מערכות רובוטיות בסביבות מורכבות.

לפי נתוני החברה, המערכת מציגה שיפור של יותר מפי עשרה בעלות, במהירות העיבוד, בצריכת האנרגיה ובמשקל, בהשוואה לפתרונות קיימים בעלי רמת דיוק דומה. בניסויי טיסה שביצעה החברה הושוו נתוני הניווט העצמאי למסלול שתיעד מקלט GPS, ששימש לצורכי בדיקה בלבד ולא הזין את המערכת. התוצאות הצביעו על התאמה קרובה בין המסלולים, לרבות שינויים בכיוון ובגובה הטיסה.

כיום נמצא הפיתוח בשלב של אבטיפוס והוכחת יכולות, המקביל לרמת בשלות טכנולוגית TRL 5. לאחר ניסויי הטיסה המוצלחים, החברה פועלת לקידום פיילוטים עם משתמשים מבצעיים, במטרה לבחון את המערכת בתנאי שטח ובפלטפורמות המיועדות למשימות אמיתיות.

מאחורי החברה עומדים איתן עפרון, מייסד משותף ומנכ"ל, ואלי שפירא, מייסד משותף וסמנכ"ל הטכנולוגיות. השניים הגיעו לתחום מתוך זיהוי הצורך הגובר בצמצום צריכת האנרגיה והמשאבים החישוביים של מערכות AI, ופועלים בשיתוף חוקרים מהאקדמיה לקידום טכנולוגיות נוירומורפיות ליישומים מעשיים. החזון שלהם הוא לפתח שכבת ניווט ומיפוי יעילה וחסכונית, שתאפשר לרחפנים ולמערכות אוטונומיות להמשיך לפעול גם במקומות שבהם ה־GPS מפסיק לעבוד.