Исследователи из Университета Пердью (Purdue University) продемонстрировали автономный беспилотник, способный самостоятельно следовать за человеком в густом лесу. Для навигации ему не нужны GPS, заранее подготовленные карты местности или облачные вычисления: все необходимые расчёты выполняются непосредственно на борту аппарата.
Разработчики опубликовали 44-секундное видео, на котором квадрокоптер маневрирует между деревьями, удерживая движущегося человека в поле зрения. При этом беспилотник самостоятельно ориентируется в незнакомой обстановке и реагирует на препятствия, не полагаясь на внешнюю инфраструктуру.
Почему беспилотникам сложно ориентироваться в лесу?
Большинство современных автономных дронов используют спутниковую навигацию GPS, чтобы определять своё положение и корректировать маршрут. Однако в условиях густого леса эта технология работает не всегда надёжно: плотные кроны деревьев ослабляют спутниковые сигналы, из-за чего аппарат может терять точность позиционирования.
Есть и другая проблема. Если беспилотник должен быстро реагировать на изменения окружающей обстановки, передача данных на удалённый сервер и получение ответа могут создавать нежелательные задержки. При маневрировании вблизи деревьев даже небольшая задержка способна оказаться критичной.
Команда лаборатории IDEAS Lab под руководством профессора компьютерных наук Аникета Беры (Aniket Bera) решила продемонстрировать другой подход: полностью автономную навигацию, при которой беспилотник самостоятельно воспринимает окружающий мир и принимает решения.
Как работает автономная навигация?
Одной из особенностей продемонстрированной системы стала способность продолжать отслеживание цели, даже когда человек временно исчезает из поля зрения камеры.
В лесу такое происходит постоянно: стволы деревьев и ветви перекрывают обзор, поэтому обычной системы визуального сопровождения может оказаться недостаточно. Для решения проблемы разработчики предусмотрели механизм прогнозирования положения объекта — так называемый occlusion prediction (прогнозирование при перекрытии).
Когда человек скрывается за деревом, система оценивает его вероятное дальнейшее движение и пытается предсказать, где он появится снова. Благодаря этому беспилотник не теряет цель сразу после кратковременной потери визуального контакта.
Важную роль играет и локальная обработка информации. Все вычисления выполняются непосредственно бортовым компьютером, поэтому аппарату не требуется постоянное соединение с облачными серверами. Это позволяет быстрее реагировать на изменения окружающей обстановки.
За технологией стоят разработки нескольких исследовательских групп
По словам Аникета Беры, его команда самостоятельно создала различные компоненты демонстрационного беспилотника — от программного обеспечения до рамы из углеродного волокна, изготовленной с применением 3D-печати.
Однако, как отмечает TechSpot, некоторые элементы программной системы имеют более раннее происхождение.
В частности, на графиках, наложенных поверх видеозаписи, можно заметить названия SUPER и FAST-LIO. Это инструменты, разработанные исследовательской группой MaRS Lab Гонконгского университета (University of Hong Kong).
SUPER представляет собой систему автономного управления беспилотником с использованием LiDAR — технологии лазерного сканирования окружающего пространства. Она позволяет аппарату получать информацию о расположении объектов и ориентироваться в незнакомой местности.
В опубликованной в журнале Science Robotics работе исследователи продемонстрировали возможности SUPER: беспилотник смог перемещаться по ранее неизвестной территории со скоростью более 20 м/с, то есть приблизительно 72 км/ч.
FAST-LIO, в свою очередь, относится к технологиям одновременной локализации и построения карты окружающего пространства. Подобные системы помогают роботам определять собственное положение, одновременно анализируя получаемые от датчиков данные.
Таким образом, демонстрация Университета Пердью, судя по всему, опирается не только на собственные разработки лаборатории, но и на инструменты, созданные другими исследовательскими коллективами.
Где пригодятся беспилотники, не зависящие от GPS?
Автономная навигация без спутниковой связи представляет интерес далеко за пределами обычной съёмки с воздуха. Подобные технологии могут оказаться полезными при поисково-спасательных операциях, обследовании труднодоступных территорий, мониторинге лесов и работе роботов в местах, где спутниковая навигация недоступна или нестабильна.
Отдельное внимание этому направлению уделяют военные исследовательские организации. В ноябре 2025 года Университет Пердью сообщил о заключении пятилетнего соглашения с Исследовательской лабораторией армии США (Army Research Laboratory). Объём финансирования составил 1,5 млн долларов. Средства предназначены для разработки беспилотников и наземных роботов, способных ориентироваться в сложной местности без использования спутниковой навигации.
Впрочем, авторы публикации не уточняют, финансировалась ли именно показанная лесная демонстрация в рамках этого соглашения.
Пока представленное видео следует рассматривать прежде всего как демонстрацию технологических возможностей. На странице лаборатории IDEAS Lab ещё нет отдельной научной публикации, подробно описывающей результаты этого эксперимента.
Тем не менее направление выглядит перспективным: чем меньше автономные роботы зависят от GPS, постоянного подключения к сети и заранее подготовленных карт, тем больше условий, в которых они смогут работать самостоятельно.
