Инженеры изобрели дрон, невидимый из-за бешеного вращения — видео
В Северо-Западном университете изобрели дрон, который вращается так быстро, что для человеческого зрения сливается с фоном. Разработка под названием Phantom Twist будет представлена на конференции Robotics: Science and Systems в Сиднее, статья выложена на arXiv.
Идея, в общем-то, лежит на поверхности. Когда мы смотрим на включенный вентилятор, то не видим его лопастей — они размываются в силу инерции работы зрительной системы. Но неподвижные части, понятное дело, никуда не исчезают.
У монокоптера Phantom Twist крутится вообще все — и очень быстро: от 15 до 15 оборотов в секунду. Создать такую конструкцию помог ИИ. Он сгенерировал миллионы вариантов компоновки, отфильтровав их до примерно 20 000 теоретически способных летать. Затем слегка корректировал расположение каждой детали, чтобы в среднем минимизировать заметность со всех ракурсов. И наконец, на третьем этапе имитирующая человеческое зрение нейросеть оценила заметность каждого из оставшихся вариантов на разном фоне.
Лучший из предложенных проектов был воплощен в форме экспериментального прототипа. 35-граммовый дрон из углепластика умещается на ладони. Детали его разнесены таким образом, что при вращении они визуально не перекрывают друг друга.
«Размытие в движении по сути превращает все механические части в легкую дымку. И если не присматриваться, можно запросто не заметить едва заметное изменение яркости фона», — говорит специалист по компьютерному зрению Эмма Александер, одна из разработчиков.
По словам профессора Дэвида Уитакера из Кардиффского университета, пределом быстродействия человеческого зрения условно можно считать 60 кадров в секунду: все, что мелькает стремительнее — размывается.
«Возьмем, к примеру, вентилятор, который крутится и крутится. Если он вращается достаточно быстро, мы перестаем различать лопасти. Зрительная система просто не справляется. Когда объекты движутся быстро, наша зрительная система объединяет их с фоном, и они становятся менее заметными», — объясняет он.
Новинка получилась весьма эффектной, но вряд ли практичной, считает профессор Питер Ли из Портсмутского университета. Любая полезная нагрузка сделает дрон заметнее или даже вовсе разорвет его из-за центробежных сил. А гироскопический эффект от вращения крайне затрудняет резкие маневры.
«Такие дроны не обладают маневренностью квадрокоптеров. Из-за постоянного вращения они не могут выполнять крутые виражи. При попытке маневра скорость вращения упадет, дрон станет более заметным и, скорее всего, потеряет устойчивость», — предупреждает Ли.
Исследователи признают, что их аппарат пока не очень управляем — он способен лишь неподвижно висеть в воздухе — и что его по-прежнему легко услышать, даже если не видно. Но готовы дальше совершенствовать свою разработку, рассчитывая в том числе на помощь ИИ. К примеру, черный углепластик можно заменить прозрачным материалом.
