Výzkumníci z Massachusettského technologického institutu (MIT) udělali významný krok ve vývoji mikrorobotů inspirovaných přírodou. Jejich nejnovější létající robot o velikosti hmyzu se díky novému systému řízení založenému na umělé inteligenci dokáže pohybovat rychlostí a obratností, která se začíná přibližovat skutečným létajícím druhům. Výsledky výzkumu zveřejnil prestižní vědecký časopis Science Advances.

AI nahradila ruční nastavování

Vývoj podobných robotů probíhá na MIT už více než pět let pod vedením profesora Kevina Chena z Department of Electrical Engineering and Computer Science. Nejnovější konstrukce váží méně než běžná kancelářská sponka a velikostí připomíná starou mikrokazetu. Pohání ji dvojice kmitajících křídel ovládaných měkkými umělými svaly, které pracují mimořádně vysokou frekvencí.

Dosavadní problém ale nebyl v samotném hardwaru. Největší překážkou se ukázalo řízení letu. Robot sice měl dostatečně výkonnou konstrukci, jeho pohyb však museli výzkumníci složitě ladit ručně, což výrazně omezovalo jeho schopnosti.

Proto tým spojil síly s profesorem Jonathanem P. Howem z Department of Aeronautics and Astronautics. Společně vyvinuli dvoustupňový systém řízení využívající umělou inteligenci. Nejprve pokročilý matematický model vypočítává ideální letovou trajektorii a následně na těchto datech trénuje neuronovou síť pomocí metody imitation learning. Výsledkem je výrazně jednodušší model, který zvládá rozhodování v reálném čase přímo během letu.

Rychlost vyšší o téměř 450 procent

Nový systém přinesl velmi výrazné zlepšení. Robot létá přibližně o 447 procent rychleji než předchozí verze a jeho zrychlení vzrostlo o 255 procent. Výzkumníci během testů předvedli i jeden z nejnáročnějších manévrů. Robot zvládl deset po sobě jdoucích přemetů během 11 sekund, přičemž si i za působení větru udržel stabilní let a od plánované trasy se odchýlil jen o několik centimetrů.

Robot dokáže napodobit také pohyb označovaný jako saccade. Jde o velmi rychlou změnu směru letu, kterou běžně využívají například mouchy nebo včely. Prudce změní náklon těla, zrychlí požadovaným směrem a následně se stejně rychle zastaví. Právě tento způsob pohybu pomáhá hmyzu přesněji vnímat okolní prostor.

Podle Kevina Chena se tato schopnost může stát důležitou ve chvíli, kdy budou roboti vybaveni vlastními kamerami a senzory. Díky tomu by mohli samostatně létat i mimo laboratorní prostředí a pohybovat se například v troskách zřícených budov nebo v jiných místech, kam se klasické drony nedostanou.