Drone mô phỏng dơi có thể bay trong sương dày và tránh vật cản
Các nhà nghiên cứu đã chế tạo drone nhỏ bằng lòng bàn tay có thể bay xuyên sương dày và né vật cản. Thiết bị do nhóm tại Worcester Polytechnic Institute phát triển, lấy cảm hứng từ dơi ong, loài dơi chỉ nặng khoảng 2 gram nhưng có khả năng sống trong hang tối và phát hiện vật thể rất nhỏ nhờ định vị bằng siêu âm.
Mẫu drone mới hướng tới những môi trường mà nhiều robot bay tự hành hiện nay gặp khó. Camera, LIDAR, RADAR, cảm biến hồng ngoại hay cảm biến xúc giác đều có thể suy giảm hiệu quả trong khói, bụi, tuyết, sương mù hoặc nơi thiếu sáng. Đây lại là các điều kiện thường xuất hiện trong khu vực thảm họa, đường hầm, hang động hoặc không gian đổ nát, nơi lực lượng cứu hộ khó tiếp cận.
Thay vì dựa vào thị giác máy, drone dùng định vị bằng tiếng vọng. Nó phát tín hiệu siêu âm, thu tiếng vọng từ bề mặt xung quanh, sau đó xác định vị trí vật cản trong không gian ba chiều bằng phương pháp tam giác hóa khoảng cách. Khi đã nhận diện chướng ngại vật, hệ thống lập quỹ đạo để bay vòng tránh và tiếp tục di chuyển theo hướng mục tiêu.
Thách thức lớn nhất nằm ở tiếng ồn từ cánh quạt. Âm thanh này có thể lấn át tín hiệu phản hồi vốn rất yếu, khiến định vị bằng siêu âm trở nên khó khăn trên một nền tảng bay nhỏ. Nhóm nghiên cứu xử lý vấn đề bằng một tấm chắn âm học lấy cảm hứng từ cấu trúc sụn tai của dơi ong, kết hợp mạng nơ-ron trí tuệ nhân tạo có tên Saranga để lọc nhiễu theo chuỗi tín hiệu vọng theo thời gian.
Drone có kích thước khoảng 16 cm, sử dụng động cơ, bộ điều khiển bay và bộ điều tốc điện tử thương mại, cùng khung sợi carbon được thiết kế riêng và một số chi tiết in 3D. Máy tính tích hợp là Google Coral Mini, cảm biến siêu âm do TDK Electronics sản xuất, chi phí chế tạo khoảng 400 USD và hệ thống cảm biến chỉ tiêu thụ khoảng 1,2 mW. Nếu được cải thiện thêm về tốc độ và kích thước, công nghệ này có thể mở đường cho các đội drone nhỏ hoạt động trong cứu hộ, thám hiểm hang động và các nhiệm vụ nhân đạo ở nơi con người hoặc trực thăng lớn khó tiếp cận.