Инженеры создали беспилотник, способный управлять стаей птиц, каждая из которых имеет определённый принцип самоорганизации. В итоге машина раз за разом вынуждает пернатых покинуть воздушное пространство аэропорта. Новинка может предотвратить авиакатастрофы и спасти человеческие жизни. Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале IEEE Transactions on Robotics группой во главе с Дэвидом Шимом (David Shim) из Института инженеров электротехники и электроники.
Удивительно, но современный пассажирский авиалайнер бессилен перед попаданием птицы в двигатель. Разумеется, такая опасность не угрожает ему на высоте нескольких километров, где он проводит большую часть рейса. Но при наборе высоты и снижении самолёт пересекает "владения пернатых", и это может закончиться трагически.
Разумеется, люди стараются отпугнуть птиц от аэропорта. Для этого используются акустические устройства, чучела мёртвых хищников и даже специально обученные соколы. Но ни одно из этих средств не обладает стопроцентной эффективностью. Тому свидетельство — история рейса 1549: в 2009 году самолёт, взлетающий над Нью-Йорком, врезался в стаю птиц. Пилоты спасли лайнер, экстренно посадив его в реку Гудзон.
"Пассажиры рейса 1549 спаслись только потому, что пилоты были очень квалифицированы, – говорит соавтор исследования Соон-Джо Чунь (Soon-Jo Chung), также из Института инженеров электротехники и электроники. – Это заставило меня подумать, что в следующий раз такого счастливого финала может не получиться. Поэтому я начал искать способы создать защиту воздушного пространства от птиц в своих исследовательских областях: робототехнике и создании автономных аппаратов".
Основным новшеством группы стал алгоритм управления беспилотником. Он опирается на математическую модель поведения птиц в стае. Каждое пернатое реагирует только на движения ближайших соседей, но в итоге они образуют упорядоченно двигающийся "коллектив". Это замечательный пример самоорганизации.
Дрон приближается к стае на такое расстояние, чтобы крайние птицы воспринимали его как внешнюю угрозу. Это провоцирует их изменить курс. Их примеру следуют ближайшие соседи, и так далее: срабатывает "принцип домино". И вот стая уже дружно покидает воздушное пространство аэропорта.
Самое важное здесь – выдерживать нужную дистанцию. Если беспилотник окажется слишком далеко, пернатые будут его игнорировать. Если же он чересчур приблизится, птицы с перепугу забудут свои стайные законы и будут хаотически метаться в непредсказуемых направлениях. Такая работа беспилотника сама будет представлять опасность для самолётов.
Дрон прошёл испытания, отпугивая птиц от поля в Южной Корее. Тесты показали, что он действительно способен управлять движением стаи. В дальнейшем исследователи планируют усовершенствовать своё детище, научив его отпугивать сразу несколько стай.
Напомним, что "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) ранее писали о дронах, которые летают стаей без центрального управления, опыляют цветы вместо пчёл и заимствуют технику полёта у альбатроса.
