Лабораторный прорыв: виртуальные силы в небе — почему дроны теперь обходят препятствия как по волшебству

Учёные из Даремского университета представили систему T-STAR (Time-Optimal Swarm Trajectory Planning), которая позволяет дронам действовать в составе роя максимально быстро и при этом безопасно. Эта разработка решает главную задачу — как координировать десятки беспилотников в условиях высокой скорости и сложного рельефа, где малейшая задержка может привести к столкновениям.

Как работает T-STAR

Система основана на методе управления с прогнозирующей моделью. Для каждого дрона рассчитывается оптимальная траектория с учётом препятствий и соседних аппаратов. Чтобы снизить сложность алгоритмов, исследователи использовали динамические уравнения и ввели принцип "виртуальных сил", которые направляют дроны и удерживают рой в единой формации.

Главное преимущество — мгновенный обмен данными в реальном времени. При появлении новых препятствий маршруты пересчитываются на лету, и рой продолжает двигаться быстро, сохраняя строй.

По словам ведущего исследователя доктора Джуньяна Ху,

"Эта технология позволяет автономным аппаратам действовать как по-настоящему интеллектуальный рой, сочетая скорость, безопасность и слаженность так, как это было ранее невозможно".

Чем T-STAR отличается от предыдущих систем

Идея роевых дронов активно развивалась в военных программах разных стран в последние десять лет. Однако ранние системы требовали замедления дронов при сложном рельефе, чтобы избежать аварий. T-STAR же поддерживает высокую скорость и стабильность, даже в изменяющихся условиях.

Тесты показали: по сравнению с прежними моделями, новая система прокладывает маршруты быстрее и безопаснее, обеспечивая устойчивость всего роя.

Где пригодится технология

Хотя разработки роевых дронов нередко ассоциируются с военной сферой, T-STAR изначально ориентирована на гуманитарные и экологические задачи.

• Стихийные бедствия. В зонах землетрясений или наводнений дроны смогут передавать спасателям изображения и данные в реальном времени, пробираясь сквозь завалы.
• Лесные пожары. Рои будут отслеживать линии огня и помогать распределять ресурсы.
• Экологический мониторинг. Возможность быстрой передачи информации позволит контролировать загрязнения и состояние экосистем.

Сейчас T-STAR протестирована в лаборатории и в симуляциях. Следующий шаг — масштабные полевые испытания.

Взгляд в будущее

Усовершенствованная координация и высокая скорость реакции делают T-STAR не только ценным инструментом для спасательных операций, но и потенциально влиятельным фактором в оборонных стратегиях будущего.

Три интересных факта

1. Принцип "виртуальных сил", использованный в T-STAR, вдохновлён поведением стай птиц и косяков рыб.
2. Один рой дронов с подобной системой может заменить десятки операторов-наблюдателей на земле.
3. DARPA (США) и аналогичные агентства в других странах ведут собственные исследования роевых технологий, но T-STAR стала одной из первых систем, заявивших о сочетании скорости и безопасности.