Wetenschappers laten dronezwerm door dichtbegroeid bos vliegen
Een team van Chinese wetenschappers is erin geslaagd om een dronezwerm bestaande uit tien autonoom opererende drones door een dichtbegroeid bamboebos te laten vliegen. Daartoe werd iedere drone voorzien van stereocamera’s en een onboard computer voor de verwerking van de data en de communicatie met de andere drones. Er zijn veel toepassingen voor de zwermtechnologie te bedenken, meent het team.
Zwermgedrag
In een video van het experiment is te zien hoe de drones na het opstijgen in gezamenlijkheid op verkenning gaan door het bos. Iedere afzonderlijke drone zorgt er zelf voor dat er geen obstakels worden geraakt. Maar ondanks de individuele stuurbewegingen is er duidelijk sprake van onderlinge coördinatie, met een collectief uitgevoerde vlucht tot gevolg.
De dronezwerm werd gerealiseerd door wetenschappers verbonden aan de Zhejiang University in China. In een paper die werd gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Science Robotics refereren ze aan films als Star Wars, Prometheus, en Blade Runner 2049. “Hierbij zetten we een eerste stap naar een dergelijke toekomst”, aldus hoofdonderzoeker Xin Zhou.
Geïnspireerd door vogels
De natuur vormde een belangrijke inspiratiebron voor de onderzoekers. “Ons werk is geïnspireerd door vogels die soepel in een vrije zwerm door zelfs zeer dichte bossen vliegen”, aldus Zhou. “De uitdaging is om tegenstrijdige eisen tegenover elkaar af te wegen: enerzijds moeten de drones zo klein en licht mogelijk zijn, anderzijds dienen ze te beschikken over veel rekenkracht om veilige trajecten te kunnen uitzetten.”
De drones ter grootte van een handpalm werden speciaal voor dit doel gebouwd, met Intel RealSense dieptecamera’s, hoogtesensoren en een boordcomputer gebaseerd op technologie van NVIDEA. De flight controller is een PX4 Autopilot. De grootste uitdaging was de ontwikkeling van een slim algoritme ten behoeve van obstakelvermijding, vluchtefficiëntie en coördinatie binnen de zwerm.
Toepassingen
Volgens de wetenschappers zijn er tal van toepassingen te verzinnen voor de zwermtechnologie, variërend van het in kaart brengen van een lastig te betreden gebied tot het uitvoeren van search&rescue-missies. Het voordeel is dat de drones niet afhankelijk zijn van GPS voor hun positiebepaling en navigatie. Op die manier zouden de drones bijvoorbeeld een ingestort gebouw ingestuurd kunnen worden, om op zoek te gaan naar slachtoffers na een aardbeving of brand. Ook is denkbaar dat de drones gezamenlijk een bepaalde taak uitvoeren, zoals het optillen en verplaatsen van een relatief zwaar voorwerp.
Het ligt voor de hand dat de dronezwermen ook ingezet kunnen worden voor militaire doeleinden. Zo zouden de drones bewapend kunnen worden en gezamenlijk een aanval kunnen uitvoeren op een bepaald doel. Onder andere het Pentagon is zeer geïnteresseerd in dergelijke mogelijkheden. Ook in Nederland is er interesse in deze technologie: zo wordt er in opdracht van Defensie door Delft Dynamics, Tective Robotics, TNO en Avalor AI gewerkt aan een militaire dronezwerm.
