Εμπνευση από τη φύση άντλησαν ερευνητές από την Ολλανδία και τη Γερμανία για να δημιουργήσουν την επόμενη γενιά μη επανδρωμένων αεροσκαφών. Η νέα τεχνολογία με την ονομασία «Bee-Nav», επιτρέπει σε μικροσκοπικά ιπτάμενα ρομπότ να ταξιδεύουν εκατοντάδες μέτρα μακριά από τη βάση τους και να επιστρέφουν με επιτυχία, απαιτώντας ελάχιστη υπολογιστική ισχύ και μνήμη.
Η έρευνα, η οποία δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό «Nature», υλοποιήθηκε μέσα από τη συνεργασία ειδικών στη ρομποτική από το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Ντελφτ της Ολλανδίας, βιολόγων του επίσης ολλανδικού Πανεπιστημίου του Βαχενίγκεν και ερευνητών από το γερμανικό Πανεπιστήμιο του Ολντενμπουργκ.
Πλοήγηση χωρίς πολύπλοκους χάρτες
Η κίνηση των περισσότερων σύγχρονων αυτόνομων μη επανδρωμένων αεροσκαφών (κοινώς «drones») βασίζεται σε εξελιγμένα συστήματα χαρτογράφησης. Τα συστήματα αυτά τους επιτρέπουν να πλοηγούνται με ακρίβεια στον χώρο – καταναλώνουν όμως πολλή ενέργεια.
Για να λειτουργήσουν, τα drones χρειάζονται ισχυρούς επεξεργαστές και μεγάλες μπαταρίες, κάτι που αυξάνει τόσο το βάρος όσο και το κόστος τους. Οι ερευνητές του Ντελφτ και οι συνεργάτες τους στράφηκαν αντιθέτως στο παράδειγμα των μελισσών, οι οποίες, παρότι διαθέτουν έναν μικροσκοπικό εγκέφαλο, καταφέρνουν να απομακρύνονται από την κυψέλη τους και να επιστρέφουν σε αυτή θέτοντας σε λειτουργία έναν συνδυασμό υπολογισμού πορείας και οπτικής μνήμης.
Τα πανέξυπνα αυτά έντομα βασίζονται στα οπτικά ερεθίσματα του περιβάλλοντός τους ενόσω πετούν, όπως το τοπίο που αλλάζει, τα σχήματα και τα χαρακτηριστικά σημεία γύρω τους, για να υπολογίζουν την κατεύθυνση και την απόσταση που διανύουν. Καθώς η εκτίμηση της διαδρομής τους μπορεί να παρουσιάζει μικρές αποκλίσεις, αποθηκεύουν επιλεκτικά και οπτικές αναμνήσεις από το περιβάλλον κοντά στην κυψέλη τους για να την αναγνωρίζουν.
Αυτή ακριβώς τη στρατηγική αντέγραψαν και οι επιστήμονες: το Bee-Nav κάνει μια αρχική πτήση γύρω από τη βάση του για να καταγράψει το περιβάλλον και στη συνέχεια ένα μικρό νευρωνικό δίκτυο εκπαιδεύεται ώστε να υπολογίζει την κατεύθυνση και την απόσταση προς εκείνη. Οπως εξήγησε ο επικεφαλής της έρευνας καθηγητής Γκίντο ντε Κρόον, η ομάδα εντυπωσιάστηκε από το γεγονός ότι ενώ οι μέλισσες ακολουθούν πολύπλοκες διαδρομές, επιστρέφουν πάντα στην κυψέλη τους σχεδόν σε ευθύγραμμη πορεία. Ο καθηγητής προσέθεσε ότι οι βιολόγοι γνώριζαν ήδη το φαινόμενο παρότι παρέμενε ασαφές πώς ακριβώς η οπτική μνήμη εμπλέκεται σε αυτή τη διαδικασία.
Προοπτική χρήσης στη γεωργία
Το πιο αξιοσημείωτο στοιχείο της νέας τεχνολογίας είναι ότι απαιτεί ελάχιστους υπολογιστικούς πόρους, καθώς το σύστημα πλοήγησης βασίζεται σε ένα πολύ μικρό νευρωνικό δίκτυο – έναν «ψηφιακό εγκέφαλο» μεγέθους λίγων μόλις kilobytes. Σε δοκιμές, ένα drone κατάφερε μάλιστα να διανύσει πάνω από 600 μέτρα και να επιστρέψει, καταναλώνοντας ελάχιστη ενέργεια. Η τεχνολογία αναμένεται, μεταξύ άλλων, να αξιοποιηθεί ιδιαιτέρως στη γεωργία, καθώς μικρά και ασφαλή drones θα μπορούν να επιτηρούν καλλιέργειες, να εντοπίζουν εγκαίρως προβλήματα και να συμβάλλουν στην αύξηση της παραγωγής, μειώνοντας ταυτόχρονα τις απώλειες και τη χρήση πόρων.
