
无人机群飞过森林
无人机可以使用一整套传感器计算它们的位置并找到一条路径,这可能既昂贵又笨重,缩小无人机通常涉及拆除关键部件,影响其安全旅行的能力。尽管它们以可调整的队形飞行并避开障碍物,但它们的轨迹是由一台中央计算机控制的,后者负责监视着前者的位置并发出指令。
中国浙江大学的Xin Zhou和他的同事开发了一种新方法,可以减小无人机的尺寸和硬件要求,同时保持其计算能力。这款手掌大小的 300 克无人机使用现成的计算机组件,由 100 克电池供电,可以让它在空中飞行长达 11 分钟,无人机有一个摄像头,可以将实时镜头馈送到其处理单元。其智能程度足以自主地飞过茂密而陌生的森林,并且它们又足够小和轻,每一架都可以轻松地停放在人的手掌上。这是朝着将这样的蜂群用于空中测量和灾难响应等方面迈出的一大步。
定位算法创建场景的 3D 图像,并定期设置无人机目标以在该场景内到达,它会寻找障碍物以及其他无人机,并实时重新调整飞行模式。然后,它计划通过该区域的计算效率最高的路线。该算法占无人机处理能力的最大份额,但它不需要其他无人机导航系统所需的专业处理器,最重要的是,该算法不需要 GPS 信号来定位自身,这意味着它可以在更广泛的此类信号较低的地方使用。
基于现成的超小型无人机设计,该团队为这个群体建立了一个轨迹规划器,该规划器完全依赖于来自蜂群的机载传感器的数据,它们在本地处理这些数据并相互分享。无人机则可以平衡或被引导去追求各种目标,如跟障碍物或彼此之间保持一定的距离或尽量减少两点之间的总飞行时间等等。

英国谢菲尔德大学的Jonathan Aitken说:“要实现由分布式机器人集合构建的高质量地图,所展示的细节是一项出色的工程。将这一点与额外的成功导航和避开障碍物以及至关重要的其他蜂群成员相结合,是一项了不起的成就。”
论文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abm5954