Для правильной работы дроны обычно используют акселерометры для определения направления силы тяжести. В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature 19 октября 2022 года, группа ученых из Делфтского технологического университета, CNRS и Экс-Марсельского университета показала, что дроны могут оценивать направление силы тяжести, сочетая визуальное обнаружение движения с моделью движения. как они двигаются. Эти результаты могут объяснить, как летающие насекомые определяют направление силы тяжести, и являются важным шагом на пути к созданию крошечных автономных дронов.

В то время как дроны обычно используют акселерометры для оценки направления силы тяжести , то, как летающие насекомые достигают этого, до сих пор было окутано тайной, поскольку у них нет определенного чувства ускорения. В этом исследовании европейская группа ученых под руководством Делфтского технологического университета в Нидерландах с участием исследователя CNRS показала, что дроны могут оценивать гравитацию, используя совместно визуальное обнаружение движения и моделирование движения.

Чтобы развить этот новый принцип, ученые исследовали оптический поток, то есть то, как человек воспринимает движение относительно своего окружения. Это визуальное движение, которое проносится по нашей сетчатке, когда мы движемся. Например, когда мы едем в поезде, деревья рядом с путями проносятся быстрее, чем далекие горы. Одного оптического потока недостаточно, чтобы насекомое могло знать направление силы тяжести.

Однако исследовательская группа обнаружила, что они могут найти это направление, комбинируя этот оптический поток с моделированием своего движения, т. е. с предсказанием того, как они будут двигаться. Выводы статьи показывают, что с помощью этого принципа можно было найти направление силы тяжести почти во всех ситуациях, за исключением нескольких редких и специфических случаев, например, когда субъект был полностью неподвижен.

Во время таких идеальных стационарных полетов невозможность определить направление силы тяжести на мгновение дестабилизирует дрон и, следовательно, приведет его в движение. Это означает, что дрон восстановит направление гравитации в следующий момент. Таким образом, эти движения вызывают легкие колебания, напоминающие полет насекомых.

Использование этого нового принципа в робототехнике может решить серьезную проблему, с которой также столкнулась природа: как получить полностью автономную систему при ограничении полезной нагрузки. Будущие прототипы дронов будут облегчены за счет отсутствия акселерометров, что очень перспективно для самых маленьких моделей размером с насекомое.

Хотя эта теория может объяснить, как летающие насекомые определяют гравитацию, нам все же нужно подтверждение того, что они действительно используют этот механизм. Необходимы новые конкретные биологические эксперименты, чтобы доказать существование этих процессов, которые трудно наблюдать в полете.