Állatokat tanulmányoztak a drónrajok irányításához magyar kutatók - sok helyen felfigyeltek rájuk
Kiosztották az ELTE Innovatív Kutatója díjat, amelyet idén az egyetem egy olyan kutatócsoportnak adott a Biológiai Fizika tanszéken, akik az élőlények csoportos mozgására alapozva egymással kommunikáló drónrajokat építettek. A kutatócsoport tagjai több tucat drónt képesek egyszerre reptetni, ami rekordnak számít a világon. Az utóbbi évek eredményeiről a Science Robotics és a Royal Society Interface folyóirat is címlapon számolt be.
"Mára jól menő vállalkozássá nőtte ki magát, de maga a kutatás 2009-ben kezdődött, amikor Vicsek Tamás kutató egy öt éves pályázat keretében támogatást nyert ennek létrehozására. Ekkor kezdtük el a Biológiai Fizikai tanszéken állatok csoportos mozgását vizsgálni, és az eredményeket később robotokra szerettük volna alkalmazni" - meséli Vásárhelyi Gábor, az ELTE Biológiai Fizika tanszék tudományos főmunkatársa, a Collmot Kft. egyetemi spinoff cég ügyvezetője.
A kutatók az élőlények teljes spektrumát próbálták lefedni. Kamerák segítségével figyelték meg az állatok szociális életét. "A tanszéken készítettünk miniatűr GPS modulokat, amelyeket galambcsapatokra helyeztünk el, azt figyelve, hogyan repülnek együtt. De voltak laboratóriumban sejtes élőlényvizsgálatok is, és vadlócsapatok vonulási irányát is elemeztük drónok segítségével."
Az eredmények megmutatták, hogyan kell irányítani egy csapatot, illetve milyen vezérelvek és dinamika alapján lehet jól kontrollálni egy sok egyedből álló rendszert.
"Azt láttuk, hogy a nagy egyedszámú csapatoknál - mint a seregélyeknél, vagy a rovarok között, - nincsenek kőbe vésett személyes hierarchikus viszonyok. Ott mindenkinek azonos szerepe van, és mindenki azonos módon reagál a többiekre. Minél kisebb a csoport, annál kiszámíthatóbban jelennek meg a hierarchia-viszonyok."
A vizsgált 30 fős galambcsapatoknál a dominanciától független, egyértelmű viszonyokat fedeztek fel a kutatók.
"Megfigyeléseink alapján olyan állatok is tisztában vannak a csoport tagjainak képességeivel, amelyekről korábban nem gondoltuk volna."
A magyar kutatók által galamboknál feltérképezett hierarchikus viszonyokat a rangos Nature magazin is publikálta. Nem minden állapcsoportra volt azonban jellemző az általánosan kimutatható tendencia.
"Vizsgáltunk 28 patkányt is 11 hónapig, és legnagyobb meglepetésünkre egészen egyedi és az emberre is nagyon jellemző sokféleség uralkodik közöttük. Náluk nagyon nehéz fekete-fehér igazságokat kimutatni. Hatékonyabban működik együtt a csoport, ha például labirintusban kell valamit megkeresni, de a szociális életre vonatkozóan sokszínűek. Van olyan vezéregyed, aki befogadja a hierarchia legalján lévő patkányt, és azzal jóban van, de a sorban fölötte elhelyezkedővel már nincs jóban. Azt láttuk, hogy jobban oda kell figyelni rájuk, mert okos, intelligens élőlények" - mondja Vásárhelyi Gábor.
A kutatók csapatrendszer-modellezését leginkább a galamboknál egyénileg mért navigációs képességek segítették. Elvitték őket messzire, azt figyelve, hogy mennyire egyenes úton és mennyi idő alatt találnak haza.
Az ELTE kutatói azt tervezték, hogy mesterséges eszközökön demonstrálják az élőlények modellezéséből megfigyelt elveket. Kezdetben kisméretű hajókkal próbálkoztak egy medencében, de hamar váltottak.
"A drónok megjelenése mindent megváltoztatott. Azonnal lecsaptunk rájuk. A legutóbbi publikációnk ötvennél is több drón együttműködéséről szólt, ami világrekord. Egyetlen videót láttunk eddig, nevezetesen a US Air Force-nak a reklámját, ahol a miénknél nagyobb, száz egyedes autonóm flotta szerepel, de ennek a fejlesztésnek a részleteiről - velünk ellentétben - nem sokat árulnak el."
Vannak ugyan előre programozott, több ezer drónt számláló show-k, de ott az egyes drónok nem kommunikálnak egymással.
A kutatócsoport tagjai céget is alapítottak, és első körben a szórakoztatóiparba léptek be a flottával. Egy kész szoftvert is kifejlesztettek, amely képes egy ilyen flottát irányítani.
"Nagyon várjuk, hogy a piac érettebb legyen arra, hogy merjen autonóm flottát alkalmazni. Elméletben akár automatizált csomagküldő szolgálatként, katasztrófavédelmi feladatokat ellátó egységként, de kamerával felszerelve határőrségként is működhetne egy ilyen flotta" - mondják.
