Ученые МФТИ создали робота-птицу, которая летает почти как живая

Ученые МФТИ представили новую систему управления для робота-птицы, имитирующую принципы работы нервной системы живых существ. Разработка ориентирована на беспилотники нового поколения, способные экономно расходовать энергию и уверенно маневрировать в сложных условиях — лесах, пещерах, разрушенных зданиях и плотной городской застройке.

В природе птицы легко обходят препятствия, используют воздушные потоки и быстро восстанавливают устойчивость после столкновений. Чтобы приблизиться к такому уровню полета, недостаточно просто оснастить дрон крыльями — важно воссоздать сам механизм управления, заложенный в нервной системе животных.

Этой задачей занимаются специалисты лаборатории нейробиоморфных технологий МФТИ. Ранее они создали прототип орнитоптера, а теперь разработали для него новую систему управления крыльями. В ее основе лежит математическая модель центрального генератора паттернов — нейронного механизма, отвечающего за ритмичные движения. Нейроны, управляющие подъемом и опусканием крыла, работают поочередно, формируя стабильный цикл взмахов.

Между нейронной сетью и сервомоторами крыльев ученые внедрили модель мышцы, определяющую силу и скорость отклика на нервный импульс. Сеть разделена на две взаимно тормозящие группы нейронов.

Разработка не только задает движение, но и обладает свойствами саморегуляции. Благодаря внутренним связям система устойчива к помехам и быстро возвращается к стабильной работе. Это позволяет гибко менять режим полета — от энергосберегающего до маневренного.

Два независимых сервомотора преобразуют сложные нейронные сигналы в точную кинематику крыла, воспроизводя естественные траектории с микрокоррекциями.

В дальнейшем архитектуру планируют дополнить датчиками обратной связи, чтобы робоптица могла самостоятельно стабилизировать полет в турбулентности и восстанавливаться после столкновений.

Ранее REGIONS сообщил, что студенты МФТИ стали лидерами по числу государственных стипендий.