Медоносные пчёлы способны улетать за несколько километров от улья и точно возвращаться обратно, несмотря на мозг размером с кунжутное семечко. Учёные из Делфтского технического университета (Нидерланды) перенесли этот природный механизм в систему навигации для дронов. Новая технология под названием Bee-Nav позволяет лёгким беспилотникам автономно возвращаться к точке старта, используя всего 42 КБ памяти — размер небольшой стикер-пачки в мессенджере.
Пчёлы ориентируются с помощью двух простых инструментов: одометрии (оценки пройденного расстояния и направления по собственным движениям) и зрительной памяти. Перед дальними полётами они совершают короткие «ознакомительные» облеты вокруг улья, запоминая окрестности. При возвращении они сравнивают текущий вид с сохранёнными образами и корректируют курс.
Bee-Nav повторяет эту стратегию. Дрон сначала выполняет короткий обучающий облет вокруг базы, снимая панорамные изображения. Эти снимки обрабатывает крошечная нейросеть, обученная оценивать направление и примерное расстояние до дома. Система не строит подробную карту местности и не использует GPS. Она опирается на неидеальные данные одометрии и учится компенсировать накопление ошибок с помощью визуальных ориентиров.
В испытаниях нейросеть размером всего 3,4 КБ успешно возвращала дрон в помещении. В более крупных тестах (в том числе на голландском полигоне Unmanned Valley) аппарат преодолел более 600 метров и вернулся домой, используя сеть объёмом 42 КБ. В закрытых ангарах успех составлял 100 %, на открытом воздухе в ветреную погоду — около 70 % (ветер менял наклон дрона и, соответственно, обзор).
Где это может пригодиться
Главное преимущество Bee-Nav — крайне низкие требования к вычислительным ресурсам и памяти. Это позволяет создавать очень лёгкие и компактные дроны, которые могут безопасно работать в ограниченных пространствах — например, внутри теплиц для мониторинга растений. Такие аппараты не нуждаются в тяжёлых бортовых компьютерах и GPS, что особенно ценно в помещениях, тоннелях или зонах бедствий, где сигналы спутников недоступны.
Помимо сельского хозяйства технология может найти применение в складской логистике, промышленном инспектировании, экологическом мониторинге и в будущих роях дронов. Кроме того, успешное воспроизведение пчелиной стратегии навигации даёт учёным новые инструменты для изучения того, как насекомые с крошечным мозгом решают сложные пространственные задачи.
