Обман зору. Американські дослідники придумали, як зробити дрони майже невидимими

Він досягає низької видимості, обертаючись зі швидкістю до 25 разів на секунду. Це занадто швидко для людського сприйняття, тому безпілотник перетворюється на слабку, напівпрозору пляму, пише Interesting Engineering.

«Більшість зусиль щодо приховування дронів зосереджені на тому, щоб зробити їх схожими на навколишнє середовище», — сказав Майкл Рубенштейн, який керував роботою. «Натомість ми запитали, чи можемо ми спроектувати сам дрон з урахуванням того, як люди сприймають рух. Цю ідею низької видимості через постійний рух мало хто досліджував».

Ідея полягала в тому, щоб зосередитися на зміні фізичного вигляду дрона, щоб змінити його сприйняття. У цій розробці стандартну конструкцію квадрокоптера зі стаціонарним корпусом було замінено на одномоторну систему, де пропелер і весь корпус дрона обертаються в протилежних напрямках, щоб мінімізувати видимість.

Квадрокоптери залишаються добре помітними, оскільки їхні громіздкі центральні корпуси залишаються повністю нерухомими, поки обертаються лише ротори, але Phantom Twist імітує швидко обертовий стельовий вентилятор. Обертання всієї його конструкції дозволяє дрону розмити своє тіло, перетворивши його на напівпрозорий диск.

Емма Александер, експертка з комп’ютерного зору та співавторка дослідження, пояснює, що людське око поводиться дуже схоже на камеру з фіксованим часом експозиції.

«Людському оку потрібен час для накопичення сигналів, приблизно аналогічний часу експозиції камери», — сказав Александер. «Коли об'єкт швидко обертається, ми сприймаємо його як розмитий і втрачаючи чіткі риси. Оскільки цей новий дрон майже повністю прозорий, його кілька непрозорих компонентів візуально усереднюються з фоном, створюючи загальний вигляд легкої димки».

Звісно, ​​розробка була непростою. Деталі просто не можна було встановити на обертову палицю та очікувати, що вона полетить прямо; балансувати всю конструкцію неймовірно складно. Щоб вирішити цю проблему, команда передала ключі штучному інтелекту.

Автоматизований конвеєр проектування спочатку згенерував 20 000 математично стабільних конфігурацій. Потім алгоритм оптимізації неодноразово переставляв основні компоненти дрона, такі як акумулятор, друкована плата та противаги. Метою було забезпечити візуальне уникнення перекриття компонентів під час обертання. Потім штучний інтелект змоделював ці дизайни на 100 реальних фонах, оцінюючи їх за допомогою метрики, змодельованої за людським зором. Чим нижчий бал, тим важче було щось побачити.

Згідно з результатами дослідження, новий дизайн у десять разів важче помітити, ніж звичайний квадрокоптер.

У майбутньому ці типи дронів можуть допомогти в екологічних та промислових дослідженнях. Зокрема, дрони є життєво важливими інструментами для підрахунку птахів, що гніздяться, картографування водно-болотних угідь або огляду потрісканих мостів. Але гучна механічна присутність часто призводить до паніки у диких тварин і змінює їх природну поведінку. Дрон, який зливається з небом, може спостерігати за тваринами, не лякаючи їх.

Він ще не зовсім ідеальний. Наприклад, звук його пропелера досі чути, а якщо придивитися дуже уважно, то час від часу можна помітити ледь помітні обриси його опорних стрижнів з вуглецевого волокна. Але команда вже працює над наступним поколінням. Мета полягає в тому, щоб включити акустичне поглинання та повністю прозорі матеріали, щоб дрон справді зник.