Ustvarili so "nevidni dron", ki bi lahko spremenil nadzor in vojskovanje
Ameriški inženirji so izdelali dron poimenovan Phantom Twist, ki se zavrti do 25-krat na sekundo in se pred očmi spremeni v komaj opazno sled.
Prva stran dneva
Dnevni pregled najpomembnejših zgodb doma in po svetu.
Za hitre novice, aktualne teme in zanimive vsebine izberite Svet24 za svoj prednostni vir na Googlu.
Nastavi
Ameriški inženirji so izdelali dron Phantom Twist, ki se zavrti do 25-krat na sekundo in se pred opazovalcem spremeni v komaj opazno meglico. Ne gre za pravo nevidnost, temveč za domiselno izrabo omejitev človeškega vida. Izum bi lahko odprl nove možnosti pri pregledovanju infrastrukture in opazovanju narave, hkrati pa kaže, kako hitro se briše meja med neopaznim orodjem in napravo za prikriti nadzor.
Ko se ventilator zavrti dovolj hitro, njegovih lopatic ne vidimo več jasno. Vemo, da so tam, vendar se pred očmi zlijejo v prosojen krog. Raziskovalci ameriške univerze Northwestern so isti pojav uporabili pri izdelavi nenavadnega drona.
Phantom Twist nima običajnega trupa, ki bi med letom ostal na mestu. Zavrtijo se skoraj vsi njegovi deli. Pri hitrosti do 25 obratov na sekundo človeško oko posameznih baterij, vezja, motorja in nosilcev ne zazna več kot trdnega predmeta. Vidi le medlo, deloma prosojno sled, skozi katero ostaja vidno ozadje.
Pri običajnem dronu se vrtijo propelerji, trup ostane viden
Klasični kvadrokopter ima štiri propelerje, pritrjene na razmeroma dobro viden osrednji trup. Propelerji se lahko zaradi hitrosti zabrišejo, vendar kamera, baterija, nosilci in drugo ohišje ostanejo pred opazovalcem.
Phantom Twist ima samo en motor in en propeler. Ta se vrti v eno smer, preostali del drona pa se zaradi nasprotnega navora hitro zavrti v drugo. Ker ni večjega mirujočega dela, oko nima jasnega predmeta, na katerega bi se lahko osredotočilo.
Celotna naprava tehta okoli 35 gramov. Njeni ključni deli so povezani s tankimi palicami iz ogljikovih vlaken. Motor ni nameščen v središču, temveč nekoliko ob strani. Vrtenje telesa ustvarja žiroskopski učinek, ki dronu pomaga ohranjati stabilnost.
Deli so razporejeni tako, da se med vrtenjem ne seštejejo v temen madež
Samo hitro vrtenje ne bi bilo dovolj. Če bi bili vsi sestavni deli postavljeni na isti višini in na podobni razdalji od osi, bi se med vrtenjem zlili v dobro viden temen obroč.
Raziskovalci so jih zato razporedili na različnih višinah in pod različnimi koti. Med baterijami, elektronskim vezjem, motorjem in protiutežjo so pustili veliko praznega prostora. Ko se naprava zavrti, se posamezni temni deli ne prekrijejo, temveč se njihova podoba razprši čez večjo površino.
Ozadje zato ostane vidno, dron pa je videti kot rahla motnja v zraku. Njegova oblika se ne skrije za drugo barvo ali vzorcem, ampak se v očesu opazovalca razgradi.
V tem je bistvena razlika med Phantom Twistom in običajno kamuflažo. Kamuflaža skuša predmet prilagoditi okolici. Novi dron pa so inženirji prilagodili načinu, kako človek sploh zaznava premikajoče se predmete.
Umetna inteligenca je iskala obliko, ki je človek skoraj ne opazi
Končna razporeditev delov ni nastala samo po občutku inženirjev. Računalniški sistem je najprej ustvaril približno 20.000 različnih konfiguracij, ki so izpolnjevale pogoje za stabilen let.
Pri vsaki je moral upoštevati maso in težišče, vztrajnost, položaj motorja, zračni upor, prostor za propeler ter dejstvo, da se deli med seboj ne smejo prekrivati. Izvedljive zasnove je nato ocenjeval še po vidnosti.
Raziskovalci so simulirali, kako bi bila posamezna različica videti med vrtenjem, in jo postavili pred sto različnih resničnih ozadij. Preverjali so pogled z več strani, saj opazovalec drona v praksi ne bi gledal le od spodaj.
Za ocenjevanje so uporabili sistem LPIPS, ki primerja značilnosti dveh slik in ocenjuje, kako velika je med njima zaznavna razlika. V tem primeru je primerjal fotografijo ozadja s sliko istega ozadja, na katero je bil dodan dron.
Manjša ko je bila razlika, manj opazna je bila zasnova. Izmed najboljših kandidatov je algoritem izbral 500 konfiguracij in njihove sestavne dele še dodatno premikal, dokler ni našel manj vidnih postavitev.
Desetkrat manj viden, vendar za zdaj predvsem v laboratoriju
Trditev, da je Phantom Twist približno desetkrat manj opazen od običajnega drona, je treba razumeti pravilno. Razlika temelji predvsem na računalniškem merilu zaznavnosti slik, ne na obsežnem poskusu, v katerem bi večje število ljudi na prostem iskalo leteče drone.
Raziskovalci so sicer izdelali in preizkusili več prototipov ter potrdili, da se njihove resnične podobe med vrtenjem precej ujemajo s simulacijami. Kljub temu model ne upošteva vseh razmer, s katerimi bi se naprava srečala zunaj laboratorija.
Močna svetloba lahko povzroči vidno utripanje. Nihanje ali premikanje letalnika lahko njegovo sled naredi opaznejšo. Vidni ostajajo tudi nekateri kabli, tanke podporne palice in naprava za izstrelitev. Največjo težavo pa predstavlja zvok propelerja. Dron je mogoče težko videti, vendar ga je še vedno mogoče slišati.
Prototip za zdaj uporablja zunanji optični sistem, ki spremlja njegov položaj. To pomeni, da še ni samostojen letalnik, pripravljen za običajno uporabo na prostem. Nanj tudi še niso namestili uporabnega tovora, kakršni so kamera, termični senzor ali oprema za pregledovanje objektov. Vsak dodaten gram in večji neprosojen del bi vplivala na stabilnost in vidnost.
Phantom Twist je zato dokaz koncepta, ne izdelek, ki bi ga bilo mogoče prihodnje leto kupiti v trgovini.
Podobni droni že obstajajo, vendar se niso skrivali namenoma
Enopropelerski letalniki niso povsem novi. Raziskovalci so že izdelali drone Piccolissimo, Monospinner in druge naprave, ki se med letom vrtijo podobno kot javorjeva semena. Tudi pri njih se zaradi gibanja pojavi določena zamegljenost.
Obstajal je tudi projekt nadzornega drona Phantom Sentinel, ki je uporabljal sorodno zamisel, vendar naj bi se vrtel prepočasi, da bi resneje izrabil omejitve človeškega vida. Pri drugih vrtečih se dronih je bila zamegljenost večinoma stranski učinek njihovega načina letenja, ne glavni cilj razvoja.
Drugod skušajo raziskovalci robote skriti s prosojnimi materiali, barvnimi površinami, ki se prilagajajo okolici, ali svetlobo, ki zmanjšuje razliko med predmetom in ozadjem. Razvili so tudi mehke prosojne robote ter naprave, ki posnemajo ptice, žuželke in druge živali.
Phantom Twist je poseben predvsem zato, ker so njegovo celotno konstrukcijo optimizirali za čim manjšo zaznavnost. Ne poskuša biti podoben ozadju ali živali. Opazovalcu preprosto ne ponudi dovolj stabilne podobe, da bi jo lahko jasno videl.
Manj opazen dron bi lahko manj vplival na okolje
Raziskovalci kot eno glavnih možnosti uporabe omenjajo opazovanje živali. Navzočnost običajnega drona lahko preplaši ptice, spremeni vedenje živali ali vpliva na rezultate raziskave. Če napravo opazijo, raziskovalci ne spremljajo več povsem naravnega vedenja, temveč odziv na leteči predmet.
Manj viden dron bi lahko okolje motil manj. Vendar to za zdaj ostaja predpostavka. Raziskava je bila zasnovana okoli modela človeškega vida, ne vida posameznih živalskih vrst. Številne živali gibanje, utripanje in barve zaznavajo drugače kot ljudje, poleg tega bi jih še vedno lahko motil zvok.
Bolj neposredna gospodarska uporaba bi se lahko pokazala pri pregledovanju mostov, daljnovodov, industrijskih naprav, železniških prog, streh in druge infrastrukture. Droni lahko dosežejo mesta, za katera bi sicer potrebovali odre, zaporo prometa ali delo človeka na višini. Manj opazen letalnik bi lahko pregled opravil z manj motnjami za ljudi v okolici.
Evropska komisija ocenjuje, da bi lahko evropski trg storitev z droni do leta 2030 dosegel vrednost okoli 14,5 milijarde evrov in ustvaril približno 145.000 delovnih mest. Med področji z največjim potencialom navaja prav preglede infrastrukture, nadzor prometa, kartiranje in druge specializirane storitve.
Vrednost Phantom Twista zato verjetno ne bo samo v prodaji nove vrste letalnika. Pomembnejša utegne biti metoda, s katero je nastal. Podjetja bi lahko z računalniškim optimiziranjem razvijala drone za točno določeno nalogo, denimo za čim manjši hrup, majhno vidnost, pregled ozkih prostorov ali varčno letenje ob določeni infrastrukturi.
Kar je koristno za raziskovalce, je zanimivo tudi za vojsko
Tehnologija ima očitno dvojno rabo. Naprava, ki manj moti živali ali ljudi med pregledovanjem objekta, je lahko koristno civilno orodje. Dron, ki ga je težje opaziti, pa je zanimiv tudi za prikriti nadzor, policijske naloge, obveščevalno dejavnost in vojsko.
Sedanji prototip za takšne naloge ni posebej uporaben. Sliši se ga, ni dovolj samostojen in ne nosi zmogljive opreme. Toda razvoj tišjih propelerjev, prosojnih vezij in lažjih senzorjev bi lahko te omejitve sčasoma zmanjšal.
Prav zato Phantom Twist odpira tudi vprašanje sprejemljivosti. Ljudje so navzočnost drona vsaj doslej praviloma lahko opazili. Manj vidni letalniki bi to ravnovesje spremenili. Njihova gospodarska vrednost bi izvirala iz tega, da ne pritegnejo pozornosti, ista lastnost pa bi oteževala nadzor nad tem, kdo jih uporablja in zakaj.
Prva stran dneva
Dnevni izbor najpomembnejših zgodb doma in po svetu, dostavljen neposredno v vaš e-poštni nabiralnik.
