Naukowcy stworzyli drona jak z filmu science fiction. Obraca się 25 razy na sekundę i znika

Drony zwykle mają jeden duży problem – trudno je przeoczyć. Charakterystyczny kształt, wirujące śmigła i nieruchoma konstrukcja sprawiają, że nawet niewielkie maszyny latające szybko przyciągają uwagę. Naukowcy z Uniwersytetu Northwestern znaleźli jednak sposób, aby odwrócić ten schemat. Stworzyli prototyp drona, który nie ukrywa się dzięki specjalnym materiałom ani kamuflażowi. Zamiast tego wykorzystuje ograniczenia ludzkiego wzroku.

Phantom Twist podczas lotu obraca się z ogromną prędkością, zamieniając swoją sylwetkę w rozmytą smugę. Przy maksymalnych obrotach maszyna staje się niezwykle trudna do zauważenia, mimo że pozostaje całkowicie widoczna fizycznie.

Zamiast kamuflażu naukowcy wykorzystali rozmycie ruchu

Twórcy Phantom Twist nie próbowali odtworzyć technologii znanych z filmów science fiction. Dron nie korzysta z przezroczystych paneli, materiałów pochłaniających światło ani systemów aktywnego maskowania. Jego „niewidzialność” wynika z bardzo szybkiego ruchu.

Konstrukcja obraca się od 15 do 25 razy na sekundę. Ludzkie oko nie analizuje wtedy każdego elementu osobno, lecz odbiera obraz jako uśredniony efekt ruchu. Poszczególne części maszyny zlewają się z otoczeniem, tworząc lekką, niemal niewidoczną mgiełkę.

Według zespołu badawczego Phantom Twist jest około dziesięć razy mniej zauważalny niż klasyczny quadrocopter o podobnych rozmiarach.

Nietypowa konstrukcja bez czterech klasycznych wirników

Większość popularnych dronów wykorzystuje cztery wirniki zamontowane wokół nieruchomego korpusu. Phantom Twist działa zupełnie inaczej.

Maszyna ma pojedynczy silnik oraz śmigło obracające się w jednym kierunku, podczas gdy pozostała część konstrukcji wykonuje ruch przeciwny. Dzięki temu podczas lotu nie pojawia się wyraźny, stały kształt, na którym wzrok mógłby się skupić.

Projektanci musieli znaleźć równowagę między stabilnością lotu a efektem wizualnego znikania. Nie wystarczyło zamontować podzespołów na wirującej ramie. Każdy element konstrukcji musiał zostać dokładnie rozmieszczony.

"Większość wysiłków na rzecz ukrycia dronów koncentruje się na tym, aby wyglądały jak ich otoczenie" - powiedział Michael Rubenstein z Northwestern, który kierował pracami. Zamiast tego zapytaliśmy, czy możemy zaprojektować samego drona wokół sposobu, w jaki ludzie postrzegają ruch. Ta idea niskiej widoczności poprzez trwały ruch jest czymś, co niewielu ludzi zbadało. "

Sztuczna inteligencja pomogła zaprojektować niewidocznego drona

Proces tworzenia Phantom Twist rozpoczął się od ogromnej liczby komputerowych symulacji. Naukowcy wygenerowali około 20 tysięcy możliwych konfiguracji konstrukcji.

Algorytmy optymalizacyjne analizowały położenie silnika, baterii, elektroniki, przeciwwagi oraz innych elementów. System szukał projektów, które pozwalały zachować zdolność lotu i jednocześnie ograniczyć widoczność maszyny.

Najlepsze warianty zostały następnie przetestowane w symulacjach z wykorzystaniem stu różnych rzeczywistych scen. Specjalny model percepcji próbował odwzorować sposób, w jaki człowiek zauważa obiekty poruszające się w przestrzeni.

Po kolejnych etapach selekcji naukowcy wybrali 500 najmniej widocznych projektów i stopniowo je ulepszali. Tak powstała finalna wersja Phantom Twist.

Dron nie jest jeszcze gotowy do codziennego użycia

Mimo imponującego efektu prototyp ma kilka ograniczeń. Obecna wersja wykorzystuje zewnętrzny system optycznego śledzenia, dlatego działa głównie w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych.

Widoczne pozostają również niektóre elementy konstrukcji, między innymi przewody i wsporniki wykonane z włókna węglowego. Największym problemem może być jednak hałas.

Phantom Twist może być trudny do zauważenia, ale nadal brzmi jak typowy dron. Osoba znajdująca się w pobliżu prawdopodobnie usłyszy maszynę, nawet jeśli jej wzrok nie zarejestruje wyraźnej sylwetki. Naukowcy zakładają, że przyszłe wersje mogą otrzymać cichsze napędy oraz bardziej przezroczyste materiały.

Od obserwacji zwierząt po inspekcję infrastruktury

Twórcy widzą dla Phantom Twist wiele praktycznych zastosowań. Jednym z nich jest obserwacja dzikiej przyrody bez zakłócania zachowania zwierząt.

Mały, trudny do zauważenia dron mógłby badać tereny podmokłe, monitorować środowisko naturalne albo wykonywać inspekcje infrastruktury bez dużej ingerencji wizualnej.

Obrotowa konstrukcja daje także inne możliwości. Kamera zamontowana na wirującym korpusie mogłaby zapewnić panoramiczny obraz 360 stopni i pomóc w nawigacji.