В мире робототехники и авиации появился прототип, способный бросить вызов человеческому восприятию. Исследователи из Северо-Западного университета (США) разработали уникальный дрон под названием Phantom Twist. Его главная особенность — способность становиться практически невидимым в полете благодаря экстремально высокой скорости вращения.

Физика невидимости

Принцип работы Phantom Twist кардинально отличается от привычных нам квадрокоптеров. Если стандартные дроны используют четыре ротора для стабилизации, то новинка обходится всего одним двигателем и одним пропеллером. Секрет кроется в кинематике: винт вращается в одну сторону, а корпус аппарата — в противоположную.

В результате этого движения в конструкции не остается неподвижных элементов, за которые мог бы зацепиться взгляд наблюдателя. Летательный аппарат вращается вокруг собственной оси с частотой от 15 до 25 оборотов в секунду. Человеческое зрение не успевает обработать отдельные детали и «усредняет» движущиеся части дрона с фоном, находящимся позади него. Наблюдателю остается лишь едва заметное размытое пятно.

Роль искусственного интеллекта в конструировании

Создание такой машины потребовало сложной вычислительной работы. Инженерам пришлось опираться на алгоритмы искусственного интеллекта для поиска идеальной геометрии. ИИ сгенерировал около 20 тысяч жизнеспособных конфигураций, перебирая расположение двигателя, батарей и печатной платы.

Целью было найти баланс между низкой видимостью и адекватными летными характеристиками. Наиболее перспективные модели были смоделированы в движении и наложены на сотни реальных фонов. Специальная визуальная ИИ-модель, имитирующая работу человеческого глаза, оценивала заметность каждой из них. Из 20 тысяч вариантов было отобрано 500 наименее заметных конструкций, которые затем дорабатывались до финальной версии.

Конструктивные особенности и недостатки

В финальной версии компоненты дрона расположены на разной высоте и под различными углами, оставляя между собой много свободного пространства. Это предотвращает перекрытие твердых частей друг друга во время вращения, не давая сформироваться какой-либо узнаваемой форме. По данным исследователей, Phantom Twist примерно в десять раз менее заметен, чем обычный квадрокоптер аналогичного размера.

Однако у текущего прототипа есть существенные ограничения:

  • Дрон не способен самостоятельно определять свое положение в пространстве и требует внешней оптической системы для навигации.
  • Открытые провода и опорные стержни из углеродного волокна остаются частично видимыми.
  • Аппарат сохраняет высокий уровень шума, характерный для обычных дронов, что позволяет обнаружить его на слух, даже если визуально он скрыт.

Перспективы применения

Разработчики планируют устранить выявленные недостатки в ходе дальнейших исследований. В будущем подобные технологии найдут применение в экологии и промышленности. Невидимые дроны смогут использоваться для бесшумного наблюдения за животными в дикой природе, обследования водно-болотных угодий и инспекции инфраструктуры. Кроме того, камера, установленная на вращающемся корпусе, сможет обеспечивать навигацию с 360-градусным обзором.